為什麼昆蟲和壁虎可以在天花板上行不會跌下來，人卻不可以呢？

壁虎

壁虎在演化史上屬於較古老的種類。全世界達670種，分隸83屬(佔全部蜥蜴種類約五分之一以上)。他們廣泛分佈於各大洲的熱帶、亞熱帶及溫帶地區。其棲息環境，包括：樹林地、開闊地、乾河溝、沙漠、草原及住宅區等。



壁虎的身體，通常是扁平的，體全長最大不超過40公分，外表有小型而軟質的鱗片。頭部背面沒有對稱排列的大鱗片。眼睛通常很大，其瞳孔為垂直型與貓眼相似(Gonatodes屬與Sphaerodactylus屬壁虎例外，被等具有圓型瞳孔)，沒有可動性的眼皮(Eublepharis屬壁虎例外，常見的豹紋守宮、雙頭守宮就是屬於這一屬)。壁虎都有四肢，其腳趾大都強而有力，通常腳趾都較寬扁，且趾下有皮瓣，皮瓣上有數以萬計的細毛(大約有100微米長)，每一細毛中又有許多的分叉(入約有100~1000個分叉出來的微細毛)。這些皮瓣下的細毛，才使得壁虎能在平滑的牆壁上爬行。壁虎大都有股孔，但只存在於雄性的個體。遇有敵人或干擾時，容易斷尾逃脫(Agamura屬壁虎例外)，尾巴再生力強。生殖方式為卵生，大多數壁虎每次均產兩個蛋。壁虎大多在夜間活動，但也有主以白天活動的壁虎。他們大都能發出叫聲，其聲音從輕小的聲音到極大的吼叫聲都有。壁虎是所有蜥蜴種類中最能發出聲音和使用叫聲來表達的蜥蜴。壁虎主要以昆蟲和其他節肢動物為食，少數種大型壁虎，也以小蜥蜴、老鼠或小鳥為食。



壁虎是如何飛簷走壁?

壁虎飛簷走壁的情形一直使人類疑惑。在大約2300年前，亞里斯多德(Aristotle)，便寫下了這個令他迷惑已久的問題。後來的人認為，壁虎飛簷走壁的能力，是因為在壁虎的腳掌上有著許許多多很小的吸盤，使得壁虎可以吸附在牆壁上。但也有人認為壁虎的腳掌上會分泌出黏液，以沾黏在牆壁上。



最新的發現

科學家發現壁虎的腳掌在真空環境中仍然可以穩定的吸附在牆上，證明壁虎吸在牆上靠的並非大氣壓力造成的吸盤效應 。而在壁虎行經的路徑上，找不到殘留物，也證明壁虎不是靠黏液沾黏在牆壁上。靠著顯微鏡，科學家在壁虎的腳掌上看不到吸盤，而看到了許許多多細小的絨毛(setae) ，而在將其中一根絨毛放大，可以發現，在絨毛之上有著許多更為微小的絨毛在上面。



壁虎飛簷走壁解密

經過漫長而緩慢的研究，Robert, J. Full發現壁虎功的秘訣無它，不過是最普通的分子相互吸引力。每一支壁虎的腳上都擁有為數五十萬的絨毛 (seta) ，而每根絨毛上還有 約1000根更微細的纖維稱為 spatulae。這些構造製造了粗糙的表面， 提高了表面能量。每一根絨毛都可以產生超過40×10-9牛頓的力 。



這些絨毛的直徑是人頭髮的1／10。壁虎利用腳掌上無數細小的絨毛，毛中又有毛，與牆壁形成十分緊密的附合，在毛與牆之間產生了十分強大的倫敦分散力，根據計算，可以撐起20公斤重的小孩。觀察得知，壁虎腳掌上的絨毛在與牆壁角度小於30˚時，腳掌會瞬間與牆壁附著。近來發現在自然界中，蜘蛛也是應用同種方法而達到飛簷走壁的功力。此發現登於2000年的Nature雜誌上。



至於昆蟲



昆蟲的腳有很特別的構造，就是有很多細小的纖毛。這些纖毛對於昆蟲來說有很多不同的 功用，有一些功用是我們難以想像的。例如，蒼蠅不是用舌頭而是用腳上的纖毛來辨別味道的。



昆蟲能附在天花上而不會掉下來，亦是因為這些纖毛的原故。不要小看這些纖毛，它們能令昆蟲腳上的表面張力大增，就好像我們穿上有吸盤的鞋子一樣，所以能附在天花板上。



另外，地心吸力的大小是和身體的重量成正比的，即重量越大，吸引力就越大。由於昆蟲的體重很輕，地心吸力相對也小，再配合牠們身體獨特的構造，所以能附在天花板上。

科學家揭開壁虎爬行之迷
篩選自BBC News

公元前4世紀古希臘哲學家亞里士多德就對壁虎的附著能力大惑不解，此後壁虎高超的攀爬能力一直令研究人員感到困惑。
　　壁虎能夠在一塊豎立的拋光玻璃表面以每秒鐘一米的速度向上攀爬，而且只靠一個指頭就能夠把整個身體懸掛在牆上。除了在牆上豎直上下爬行外，壁虎還能夠倒掛在天花板上爬行，令人匪夷所思。
　　現在，美國研究人員說，他們終於能夠解釋關於壁虎攀爬和著附能力的種種疑團。通過顯微觀察，他們發現壁虎每只微小的腳上都有近兩百萬腳毛，壁虎的眾多腳毛能夠插入最平整表面中，而且這些細微的毛產生分子結構間微量靜電。壁虎這些腳毛的構成本身並不重要，重要的是，壁虎腳毛的大小和頂尖的形狀增強了壁虎的粘附力。據測算，壁虎四只腳的腳毛粘附力加起來，是把一只壁虎從牆上拉下來所需要力量的10倍。

　　進行有關研究的科學家說，他們正計劃仿照自然生物結構，製造人工合成的壁虎粘結劑

昆蟲屬於動物界、節肢動物門、昆蟲綱，而昆蟲綱的特色包括以下幾點：
1.)昆蟲可分為頭、胸、腹三部分，每部分由多環節構成
2.)昆蟲具六隻腳，前胸、中胸、後胸各一對
3.)昆蟲的頭部有兩根觸角，兩個複眼，零至三個單眼，通常並具有口器。大部分重要 的感覺器官都集中在頭部
4.)昆蟲的中胸、後胸各有一對翅膀共四片，有些種類退化剩一對或無 翅膀，昆蟲是地球上為一具有真正翅膀的生物，不像鳥類是由前肢特化而成
5.)腹部分為多節。一般雌蟲在尾部末端有產卵管，雄蟲則有交尾器，
6.)以氣管呼吸，以馬氏管為主要排泄器官
7.)後胚胎發育多數具變態，有些則為不完全變態

通過顯微觀察，他們發現昆蟲每只微小的腳上都有近兩百萬腳毛，
昆蟲的眾多腳毛能夠插入最平整表面中，而且這些細微的毛產生分子結構間微量靜電。昆蟲這些腳毛的構成本身並不重要，重要的是，昆蟲腳毛的大小和頂尖的形狀增強了昆蟲的粘附力。

壁虎趾下有皮瓣，皮瓣上有數以萬計的細毛(大約有100微米長)，每一細毛中又有許多的分叉(入約有100~1000個分叉出來的微細毛)。這些皮瓣下的細毛，才使得壁虎能在平滑的牆壁上爬行。