壁虎为什么能在墙壁上行走?

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夏天傍晚,人们在路灯下常会看见一只只壁虎在竖直的墙壁上飞快爬行,却不会落下来.另外,我还观察到,壁虎也能在竖直光滑的玻璃表面爬行.我们想了解为什么壁虎不会掉下来的原因,因此,我查阅有关资料,小学自然课本中这样写到：“壁虎在墙壁上爬行时,它的脚指(趾)粗大,指(趾)下的皮肤形成了很多横褶,能够起吸盘的作用.所以壁虎可以在直立的墙壁上爬行而掉不下来.”我又查阅了《少年自然百科辞典》,书中这样写到：“壁虎四肢的指(趾)扁平宽大,下面形成了皮肤襞褶,有无数微细的腺毛,且具有粘附能力,可在墙壁、天花板、光滑的平面上爬行.”难道真是上述原因使得壁虎可以在竖直的墙壁上和竖直的玻璃等光滑表面自由爬行呢?针对这个问题我做了观察试验.
观察试验一 1．目的 了解壁虎爬行的现象及规律.
2．材料和方法 壁虎1只,把它放在竖直的墙壁上和玻璃上观察其爬行的情况.
3．结果 通过观察,看到壁虎在墙壁上、玻璃上爬行时,腹部和尾部紧紧贴在墙壁上,头稍稍向上抬起,这样可以观察周围的环境.前足掌指和掌指的跗节及后足的掌趾和掌趾的跗节,也都紧贴在墙壁上,掌臂和腿节都向上抬起,支挂着全身重量,可带动掌指(趾)、跗节、后足向前爬行.在壁虎爬行时有这样一个规律,左前足和右后足几乎同时抬起,向前伸展,这时头冲着右上方,而长长的尾巴却向着左下方.然后右前足和左后足又同时抬起,向前伸展,这时头冲着左上方,而尾巴相反向着右下方.整个身体呈“S”或“S”形.壁虎这样爬行起到了一个把握身体平衡的作用.壁虎的爬行主要是靠前后足的交替运动来完成的.
观察试验二 1．目的 了解壁虎四趾的结构.
2、材料和方法
(1)双筒解剖镜1台、显微镜1台、壁虎2只、胶布1卷、手术刀1把.
(2)将壁虎的腹面向上,四肢用胶布贴在解剖镜的平台上,用双筒解剖镜观察.
(3)用手术刀将1只壁虎的爪取下,用镊子夹取上面的白褶一束,分别放在显微镜下观察.
3．观察结果
(1)壁虎每个足各有5个指(趾).
(2)指(趾)下的皮肤形成的横褶是一层一层的,排列得很有规律,从侧面看白褶都向斜上方凸起,褶和褶之间形成了一个个凹缺.
(3)在显微镜下观察一束壁虎指(趾)下的皮肤白褶,发现白褶上密密麻麻地长满了白毛,很像一把刷子.毛很柔软,像一根根能够自由弯曲的针.
(4)壁虎指(趾)的尖端除去拇指(趾)以外,其余4指(趾)尖端都生有一个钩爪.
(5)取下其中的1个钩爪,放在显微镜下观察,发现壁虎钩爪的下端左右两侧各有1个更小的小钩.这样每个指(趾) [拇指(趾)除外)均拥有3个钩(1个大钩、2个小钩),壁虎共有16个指(趾)有钩,这样1只壁虎的钩爪数量为：
3×(20—4)=48(个)它们在壁虎爬行中一定会起到重要的作用.
(6)每个掌足指(趾)的跗节处,都密密麻麻地生有环状的皮垫,而且圆形皮垫内凹凸不平.
以上这些结构在壁虎爬行中各自都起着重要的作用.为了更具说服力,我做了以下几组对比性试验.
观察试验三 1．目的 了解各个结构在壁虎爬行时所起到的作用.
2．材料和方法 壁虎2只,胶条1卷,手术刀1把,解剖盘1个,玻璃板 (50厘米×40厘米)1块,计时器1个,宽2厘米、长50厘米的狭窄通道2个 (其一表面粗糙,其二表面光滑).
3．观察结果
观察试验a：当把1只壁虎的白褶用胶条全部贴住时,再把壁虎重新放回竖直的墙壁上,壁虎仍可继续爬行,只是速度慢了许多,把壁虎放在竖直的玻璃板上,刚一松手,壁虎便掉落下来. 观察试验b：把壁虎放在解剖盘里,用手术刀将指(趾)尖的钩爪全部切去,再把它重新放在竖直的墙壁上.结果是刚一松手,壁虎便掉落下来,而把它放在竖直的玻璃板上,壁虎却能够继续爬行.
观察试验c：用手术刀各切去每个足上的1个钩、2个钩、3个钩、4个钩,观察到的现象如表1所示.
观察试验d：把1只壁虎分别放到长50厘米、宽2厘米的玻璃和粗糙平面的狭窄通道,记录其通过全程所用的时间(表2).
结果与分析 通过观察和试验,说明壁虎在墙壁上爬行时,钩爪起着极其重要的作用；在玻璃上爬行则指(趾)上白褶起着极其重要的作用.我们可以得出下列结论：壁虎在墙壁上爬行,用钩爪可以钩挂住墙上凸起的颗粒,随着前后足的交替运动可以向前爬行,白褶上的褶毛会一根根地插入墙壁的凹陷处,起到稳固作用,同时也加上尾巴的左右摆动和身体协调运动一起保持平衡.壁虎在光滑的玻璃表面爬行时,由于白褶突起,褶和褶之间形成了一个个凹陷,当壁虎在玻璃上向上爬行时,这一层层白褶被压得扁扁的,褶和玻璃之间形成厂一个个密闭小仓,里面形成了真空,可以起到吸盘的作用.而且白褶的褶毛是向斜上方生长的,容易使足带动指(趾)向上运动.另外一个重要的结构是壁虎的爪垫,它紧贴在玻璃上,因为爪垫内凹凸不平,也能起到一定的吸附作用.同时由于白褶