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与雨滴共舞的蚊子

发布时间: 2020-05-23 14:38:55   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

当一滴雨落到头上时,我们可能几乎都意识不到,但对蚊子来说却非同小可。和它大小差不多,但重量却是它50倍的雨滴犹如一辆公共汽车,在半空中向自己迎头砸来。然而一项新的研究表明,不断下落的雨滴对蚊子来说,并不意味着世界末日的到来。这种令人厌恶的“吸血鬼”可能被迫在如此高速冲击坠落的雨滴中颠簸、揺晃、滚动,可强壮的外骨骼和轻量级的身形却帮助它们在可怕的碰撞中存活下来。

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当雨滴直接落到背部时,蚊子们便开始了近似疯狂的“旅行”。“蚊子变成了一个‘偷乘者’。”亚特兰大乔治亚技术研究院从事动物运动研究的机械工程学助理教授大卫说。看上去弱不禁风、势单力薄的蚊子竟有这种超人本领,激发了大卫和他助手的浓厚兴趣。为了便于研究,他们找到富有创意的办法——把水滴喷射到蚊子身上。刚开始时,他们曾站在3楼,向飞行的蚊子喷洒微水滴,但根本不起作用。事后大卫总结教训:这是可以想象得到的最糟糕的飞镖游戏,根本没有击中的希望。于是他们另辟蹊径,设计出更有把握的实验方法——实验场所模拟仿生态环境,关在有机玻璃笼子里的蚊子飞不出去,喷水器喷出的水滴能够通过笼子的网眼进入,并利用高速摄像机拍下了蚊子与雨滴同行的精彩镜头。

他们惊讶地发现,面对模拟的自然界中的雨流速度,稳健的蚊子几乎根本不把雨滴放在眼里,它该怎么飞还怎么飞。如果有雨滴碰到它们,一方面,靠着轻盈的身体,会从碰撞中幸存下来,因为撞击传递的力量很小。另一方面,蚊子强壮的外骨骼发挥了作用,帮助抵消了雨滴的部分撞击力量。

如果水滴击中蚊子的腿部和翅膀时,它们自然会被击倒。但如果水滴正好掉落在翅膀之间,它们会干脆驮着雨滴直线下跌。当然,这相当危险:尽管雨滴的重力比蚊子可能大100~300倍,但要不是被雨滴包裹、窒息,而是自由下落的失重状态是无所谓的。但蚊子还在空中时就必须和雨滴分开,否则就会被雨滴砸死在地面。所以对于靠近地面飞行的蚊子来说,如果碰到这种情况,往往来不及挣脱雨滴的裹挟,以雨滴的速度撞击地面身亡,或者淹死在水滩里。  

至于蚊子如何与雨滴具体碰撞,是侧向飞行还是逆向飞行,研究人员目前仍然不清楚。但这些发现很有意义,它有助于微型空降车辆、军事监测和搜寻救援任务领域仪器设备的研发设计。大卫认为,不论是对于设计机器昆虫的工程师,还是研究微观世界以掌握更多自然规律的物理学家,或者研究动物进化的生物学家来说,或许都可以从中获得灵感和启迪。