翅膀是怎么弄来的？

你知道吗。昆虫是地球上第一批“飞行家”，它的飞行史已有3亿多年。昆虫是靠自身背部进化出的一对(或两对)翅膀来进行飞翔的。此后约过2亿年，第二批“飞行家”上了天，这就是鸟类。鸟是将前肢进化成一对翅膀，来进行飞翔的。

大约在35亿年以前，地球上的昆虫迅速发展。大家熟悉的蟑螂，是当时地球上最占优势的一类飞行动物。科学家从化石的遗骸中鉴别出500多种蟑螂。这些古代蟑螂，与我们今天见到的蟑螂差别不大，都有翅膀，并且会扑动翅膀作短距离飞行，可以说它们是有翅类昆虫中最古老的成员。而古代有翅昆虫中个头最大的，要数石炭纪时期的巨大古代蜻蜓——现代蜻蜓的祖先了，它的翅膀展开了可达762厘米，常在原始时代的沼泽地区自由飞行。

那么，昆虫的翅膀是怎样产生的呢。

法国著名博物学家拉马克，在1809年出版的名作《动物学哲学》中写道：“凡是没有达到其发展限度的动物，它的任何一个器官经常利用的次数越多，就会促使这个器官逐渐地巩固、发展并增大起来，而且其能力的进步与使用的时间成正比例。”这就是拉马克著名的“用进废退”学说。你看，刚刚从蝌蚪发育成成体的小青蛙，爬上岸时，四肢很小，尾巴很大，后来在陆地上由于经常用后腿跳跃，后腿就变得发达起来，而尾巴却因用不上而退化消失了。“用进废退”的现象，在我们周围到处可见。

然而，科学家经研究认为，昆虫翅膀与身体的长度应有一定的比例，也就是说昆虫的翅膀必须达到足够的长度时，才能飞行。昆虫最初长出的那种又小又短的翅蕾对飞行是毫无用处的，根本谈不上越用越发达。因此用拉马克和达尔文的学说无法解释昆虫翅膀的由来。

1978年，美国堪萨斯大学的研究生道格拉斯，别出心裁地提出了一个假说。他认为昆虫的翅膀当初并不是用来飞行的，而是用来吸收太阳的热能，换句话说，是用来当暖气片用的。冬天，昆虫和其他冷血动物体内的生化反应变得极为缓慢，它们的行动自然也十分迟缓。这样，早期的翅蕾被昆虫用来吸收太阳能，以提高体温和增强活动能力。为了吸取更多的太阳能，经过长时间的不断演化，昆虫的翅膀越长越长，越长越大，最后终于达到了可供飞行的长度。

后来，美国伯克利加州大学科学家柯尔和布朗大学科学家金梭佛，试图用实验来验证道格拉斯的假说。他们用不同大小的人造翅膀和虫体，测量吸热和传热的关系，并用风洞来检查这些人造昆虫的飞行能力。实验结果大体肯定了道格拉斯的假说，同时也提出了一个问题：翅膀越大，固然吸收的热量越多，但是，热量传导时消耗的能量也越多，也就是说翅膀大吸收的热量多，消耗的热量也多。进一步研究得知，翅膀长于1.25厘米时，吸放热量达到平衡，这时传入虫体的热量便不再增加。换句话说，如果仅仅为了吸热，昆虫翅膀不应该长于1.25厘米。然而根据空气动力学原理，1.25厘米的长度，还不足以使虫体飞翔。要使虫体在空中飞翔，翅膀长度起码要有2.5厘米。

20世纪90年代，美国海洋生物学家格拉汉姆指出，在3亿年前的石炭纪时期，地球表面的空气比较稠密，含氧量也较高。地球化学家波诺尔指出，那时空气的含氧量为35%(现在为21%)。所以格拉汉姆认为，稠密的大气，可以给昆虫翅膀提供额外的升力。

英国剑桥大学的埃林顿等4名研究人员，用飞蛾在风洞中做飞行实验，还制造了一个机械模型进行详细的分析研究。他们发现，飞蛾向下拍动翅膀时，首先需要把翅膀举至最高位置，然后再向下扇动翅膀。从翅膀根部产生的细小空气涡流，会一直朝着翼端向外流动，这样，翅膀上方的空气压力便会大大降低，从而产生了向上的托力，把飞蛾托举在半空中。可见，昆虫飞翔时，并不是按普通空气动力学原理进行的。

真是越来越复杂了。昆虫翅膀，当初到底是用来吸热的，还是用来飞翔的；或是开始为吸热，后来改用飞翔，仍是一个谜。如果能搞清楚这个谜，那么对人类航天飞行器的发展将会有一个质的飞跃。