东非马拉维湖中数十亿的蠓幼虫(Chaoborus edulis)每天都在上演一场让任何潜艇船长都嫉妒的表演。每天早晨,它们下潜超过200米,进入低氧的死亡地带躲避捕食者,然后在夜晚上升觅食,穿越饥饿鱼群的层层封锁。

不列颠哥伦比亚大学的研究人员菲利普·马修斯博士和埃文·麦肯齐博士在湖底部署了声纳系统来追踪这种垂直迁徙。他们在幼虫体内发现了一个令人惊讶的精密浮力系统:两对气囊,作用如同潜艇的压载舱。这些气囊内衬有超弹性蛋白——节肢弹性蛋白,通过调节气囊壁的pH值,幼虫可以精确地膨胀或收缩气囊,从而控制深度。

为了测试这些气囊的极限,研究人员将幼虫放入微型压力舱中。气囊承受了相当于超过400米深度的压力——远深于幼虫实际到达的深度。这种坚韧性挑战了一种流行理论,即仅凭压力就能解释为什么昆虫在开阔海洋中几乎不存在。看来这些幼虫进化出了一种耐压设计,可能启发新材料,比如由pH变化触发的人工肌肉。

这项由加拿大自然科学与工程研究委员会资助的研究表明,海洋中昆虫的缺失可能更多是其他因素造成的——比如缺乏美味的自助餐或鱼类过多——而不仅仅是巨大的深度压力。