蚊子秘技：大肚能吸血，跑路鬼不覺

大腹便便的蚊子。
credit:123RF

我們所熟知的空中飛客，比如麻雀或者果蠅——它們都是通過跳入空中的方式起飛，直到身在半空中的時候才會開始扇動翅膀。蚊子則與上述飛客迥然不同，它反其道而行之——先扇動翅膀30毫秒，隨後才跳入空中開始飛行。蚊子能以800次/秒的速度拍打翅膀，而其他大小相當的大部分昆蟲通常只能以200次/秒的速度拍打翅膀。

荷蘭瓦赫寧根大學的生物力學研究員Florian Muijres指出，「有一個涉及空氣動力學和生物力學的關鍵問題是：蚊子為什麼要採取這種看起來很低效的方式飛行呢？」。Muijres是《實驗生物學報》(Journal of Experimental Biology)上最近一篇研究的作者，他研究的正是什麼原因可能導致蚊子進化出這種特別的飛行方式，並提出這可能是蚊子躲避偵察的一種複雜手段。

具體來說，Muijres和同事們研究了尖音庫蚊(又稱家蚊，其與埃及伊蚊都會傳播瘧疾和寨卡病毒)吸飽血、體重增加後是怎樣起飛的。只有雌蚊子會吸血——為了產卵。但是當它們貪婪地享用完我們珍貴的體液後，常常會發現自己的體重增加了兩倍或三倍，而且它們還得挺著肚子飛走。

「想像一下，如果你背上有一個100或200磅的背包，」Muijres說，「然後你必須飛起來。這是一件非常、極其費力的事。」

吸飽血的尖音庫蚊，飛行軌跡。
Credit: Florian Muijres

如果蚊子像其他昆蟲一樣起飛，以雙腿下蹬的方式起跳，它們就會給寄主的皮膚施加很大的作用力，並且大到足以讓寄主能夠注意到(和扑打)它們。但提前扇動翅膀並不是蚊子的唯一伎倆。

「還有一點，尖音庫蚊有著可拉伸的大長腿，」Mujires說。「它們可以在一段較長的時間內，將起飛需要的力量分散到長腿上。」這樣做的結果就是——尖音庫蚊施加在我們皮膚上的作用力明顯比其他昆蟲的要小，這使得它們就算已經吃飽喝足大腹便便，也不會被我們所察覺。這是Mujires和同事通過高速攝像和建模得出的結論。

他們擺放了能夠以30,000幀/秒的速度錄像的高速攝像機，分別拍攝了蚊子帶著「血色大肚子」和沒有額外負擔時起飛的影像。如果你想知道是誰為蚊子提供了血液，答案是加州大學伯克利分校的研究者Sophia Chang。因為比起人工飼養裝置，蚊子更傾向於從人體中汲取血液。

研究人員需要一個高速相機以獲得必要的數據，他們需要在蚊子每次拍打翅膀時截取至少20張圖像(還記得嗎，蚊子可以每秒振翅高達800次)。通過高速攝影，研究人員能夠捕獲到蚊子的全部動作。並且藉助牛頓第二定律(力=質量x加速度，如果你的物理學已經生疏了)就可以計算蚊子產生的全部作用力。

研究人員通過空氣動力學模型將拍打翅膀的動作轉化為空氣動力，發現尖音庫蚊利用起飛前扇動翅膀的方式，可以產生飛行所需動力的60％。

吸飽血的尖音庫蚊，飛行動圖。
Credit: Florian Muijres

Muijres說道，「看起來蚊子有特定的起飛策略，在產生足夠的起飛推動力的同時不為我們所察覺，這使得它們在逃離宿主時更容易成功。」

Muijres猜測，這項研究結果同樣適用於其他種類的蚊子，如果真是這樣的話，那不免有點令人沮喪。當我們在努力偵察並殺死蚊子的同時，似乎蚊子也在同樣努力隱蔽地咬我們。這群吸血鬼們真是不會讓你失望啊。

本文譯自 popsci，由譯者 七弦? 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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