生活在东非马拉维湖中的数十亿湖蝇幼虫（Chaoborus edulis）每天都会完成一次非凡的垂直迁徙。
白天，幼虫下潜超过200米，进入湖中氧气极少的深水区域。这片区域通常被称为“死区”，为幼虫提供了躲避捕食者的庇护所，因为捕食者很难在那里生存。天黑后，幼虫会上浮至水面进食，尽管它们必须先穿过大量伺机捕食它们的鱼群。
为了追踪这种日常活动，不列颠哥伦比亚大学（UBC）的研究人员Philip Matthews博士和Evan McKenzie博士在湖底安置了一套声纳系统。这套设备使他们能够观察到在水中移动的巨大幼虫群。
微小气囊运作如同压载水舱
当研究人员检查这些幼虫时，他们发现这种昆虫将其部分呼吸系统演变成了两对微小的气囊。
这些气囊的作用非常像潜艇的压载水舱。通过调整气囊的大小，幼虫可以改变自身的浮力，从而控制在湖中是上浮还是下沉。
气囊壁含有节肢弹性蛋白（resilin），这是一种在许多昆虫体内发现的弹性极佳的材料。幼虫可以改变气囊壁的pH值，使节肢弹性蛋白膨胀或收缩。这改变了气囊的体积，使幼虫能够精确控制自身的深度。
气囊能承受极端水压
随后，研究人员将幼虫放入微型压力室，以测定气囊在塌陷前能承受多大的压力。
结果令人震惊。这些气囊承受了相当于400多米深处的压力，这远远深于幼虫日常迁徙时所到达的深度。
昆虫在陆地和淡水中极其成功，但在开阔海域中却几乎没有踪迹。一个广泛讨论的解释是，深处的巨大压力会压碎昆虫用于呼吸的气腔。
这些幼虫的顽强生命力表明，仅凭压力可能无法完全解释为何昆虫从未在整个海洋中立足。
生物橡胶或可启发新材料研发
科学家此前曾研究过节肢弹性蛋白，因为它的表现几乎堪称完美的生物橡胶。在其他昆虫中，它有助于形成耐用的结构，如翅膀关节和肌腱，这些结构必须能够反复弯曲而不磨损。
这一新发现的浮力系统也可能有助于开发由节肢弹性蛋白制成的智能材料。研究人员最终可能会利用类似的机制制造人造肌肉，或其他在pH值化学变化触发下能运动的材料。
该项目部分由加拿大自然科学与工程研究理事会的发现基金和加速基金资助。