非洲湖泊中的深潜昆虫幼虫正在迫使科学家重新考虑一个流行的解释，为什么昆虫几乎完全缺失于开放海洋。它们的秘密是一种耐用的气囊系统，可以承受比研究人员预期的更高压力。数十亿的湖飞虫幼虫（Chaoborus edulis）生活在东非的马拉维湖，每天完成一次非凡的垂直迁徙。在白天，这些幼虫降至湖中氧气极少的深水区，深度超过200米。这一地区常被称为死区，能够保护它们免受捕食者的攻击，这些捕食者在此难以生存。天黑后，幼虫向水面上升以进食，尽管它们必须首先穿过大量等待捕食它们的鱼。为了跟踪这种日常运动，英属哥伦比亚大学的研究人员菲利普·马修斯博士和埃文·麦肯齐博士在湖底安装了一套声纳系统。该设备使他们能够观察到大批幼虫在水中移动的情况。微小气囊如同压舱舱在研究人员检查幼虫时，他们发现昆虫将其部分呼吸系统改造成了两对小气囊。这些气囊的作用非常像潜艇的压舱舱。通过调整气囊的大小，幼虫能够改变其浮力并控制在湖中上升或沉降。气囊的墙壁含有弹性蛋白，这是一种在许多昆虫中发现的异常弹性材料。幼虫可以改变气囊壁的pH值，使弹性蛋白扩展或收缩。这改变了气囊的体积，使幼虫对其深度进行精确控制。气囊耐受极端水压研究人员接着将幼虫放置在微型压力室内，以确定气囊能够承受的压力量，直到崩溃为止。结果令人震惊。这些气囊能够承受相当于超过400米深度的压力，远远超出幼虫在日常迁徙中通常达到的深度。昆虫在陆地和淡水中非常成功，但在开放海洋中几乎没有。一个广泛讨论的解释是，深层的强大压力将压碎昆虫用于呼吸的空气空间。这些幼虫的韧性表明，仅仅依靠压力可能无法完全解释昆虫为何未能在整个海洋中安身立命。生物橡胶或能激发新材料科学家们之前研究了弹性蛋白，因为它的表现几乎像完美的生物橡胶。在其他昆虫中，它帮助形成耐用结构，例如翅膀铰链和必须反复弯曲而不磨损的肌腱。这种新发现的浮力系统也可能促进用弹性蛋白开发智能材料的努力。研究人员最终可能会利用类似机制来创造人造肌肉或其他在pH值化学变化触发时能移动的材料。该项目部分资金由加拿大自然科学与工程研究委员会的发现和加速拨款提供。