[視頻]高速相機立功：研究發現蚊子有兩種全新飛行技能加成

作為「四害」中體型最小的一員，人們對於蚊蟲的恨意卻可能是最深的。但是科學家們卻對這種昆蟲的飛行機理感到著迷，以至於動用了多台高速攝像機對其進行記錄並分析。現在，其長窄的翅膀和不同尋常的飛行行為已經被慢慢揭開，尤其是在其它昆蟲身上很難見到的兩種全新的空氣動力機制，不過這也讓我們對蚊子的進化產生了更多的疑問。

這是一個架設了八台高速攝像機、用來捕捉蚊子飛行模式的「迷你電影工作室」。

為了捕捉蚊子飛行中的身姿，研究人員們打造了一個「迷你電影工作室」，裡面設置了 8 台幀率達到 10000 fps 的高速攝像機。這使得團隊能夠以前所未有的精細視角，觀察蚊翼的扑打動作。

在飛蟲中，蚊子早就被發現有許多與眾不同的地方。首先，它們的翅膀又窄又長、輔以異常小的振幅（stroke amplitude arc / 翼掃角度），讓它們的飛行動作看起來相當怪異。

蚊子翅膀後延的流線型（紅色）結構，可利用渦流給自身增加升力。

相比之下，果蠅揮動翅膀的角度，是蚊子的四倍。同樣不尋常的，還有蚊子拍打翅膀的頻率 —— 達到了每秒 800 次，幾乎是近似大小昆蟲的四倍。

根據高速攝像機記錄下的結果，研究人員們創建出了一套模擬蚊子翅膀周圍氣流的系統，卻意外發現了兩種全新的空氣動力學機制 —— 旋轉阻力（rotational drag）、以及後緣渦流（trailing-edge vortices）。

高速攝像機揭示了蚊子飛行的奇怪機理。

蚊子擁有的這兩種獨特技能，讓它們可以在半振（half-stroke）結束時繞軸旋轉。顯然，這有望激發研究人員們的想像，開發出新穎的微尺度飛行技術。

本次研究揭示了蚊蟲要如何「精力旺盛」地扑打翅膀才能維持飛行，但也給我們提出了幾套有關這種進化過程的新問題（精緻優雅、且能效極高的系統）。

The Secrets of Mosquito Flight Uncovered

蚊子最惱人的一點，或許是高速振翼時發出的「嗡嗡」聲。不過研究首席作者 Richard Bomphrey 在接受 Quartz 採訪時透露，這裡還潛藏著交際（聲學通訊）功能。

一項 2014 年的研究發現，在求偶過程中，雄蚊可以調節它們飛行時的音調、以接近其它磁蚊的頻率，這或許可解釋為何蚊子「偶爾」會出現低效率的空氣動力學過程。

Scanning mosquito wings

論文合著者 Simon Walker 博士對這項研究的前景進行了展望，稱之有助於找到減少諸多蚊媒疾病傳播的新方式：

儘管當前還有很多要向飛蟲學習的地方，但隨著我們了解的深入，就能夠更好地理解其飛行行為、如何傳播疾病、以及最終阻止這一過程。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《自然》（Nature）期刊上。

[編譯自：New Atlas , 來源：University of Oxford]

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