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为什么你能用手打到蚊子,却很难打到苍蝇?

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北京科学中心(北京青少年科技中心)科普号
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审核专家:姜韬 中国生物工程学会科普工作委员会副主任委员

SUMMER我们经常会遇到这样的情况:在炎热夏日,蚊子在耳边嗡嗡作响,我们很容易就能一巴掌将其拍死。

然而,当面对苍蝇时,尽管它们看起来更大、更明显,但我们却往往难以一击即中。这背后其实蕴含着一些有趣的生物学和物理学原理。今天我们一起聊一聊~

苍蝇拥有宽广的复眼视野

人类的双眼位于头部前方,每一只眼睛都独立配备了一套完整的视网膜成像系统,这就是单眼视觉系统。而包括苍蝇在内的许多昆虫和节肢动物,则拥有一双巨大的复眼,占据了头部很大的一块地方。

每个复眼都是由若干个小眼组成,例如家蝇复眼由多达4000个六角形的小眼组成,每个小眼都是一套独立的成像系统。

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图源:千库网

复眼中的每个小眼与人类的眼睛相比,其成像系统比较简陋,小眼叠加在一起所形成的复眼视觉更像一幅马赛克拼贴的画面,像素低,画面解析度差。

但是复眼虽然成像能力差,但是对光线的明暗变化反应异常灵敏,每个小眼可以在很短的时间内,以非常高的频率对光影变化作出反应。正常人的眼睛每秒能分辨24幅图画(这也是动画片的最低速度),而昆虫的复眼可分辨240幅左右。看快速运动的物体时只要0.01秒就能迅速地分辨物体的形状、大小和相对方位、距离。

此外,**复眼的视野比较宽广,苍蝇的复眼几乎能看清360度范围内的物体。**无论你埋伏在哪个方向,苍蝇靠着复眼都能发现你。

苍蝇的起飞速度快

除了复眼以外,我们打不到苍蝇的另一个重要原因是,它的起飞速度太快了**!我们常见的苍蝇属于有瓣蝇类,这种蝇类起飞的速度比其他蝇类更快,起飞过程平均只需7.34毫秒而人眨一次眼睛就要用时300****毫秒,**可想而知苍蝇的起飞速度有多快。

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图源:千库网

昆虫学家研究发现,苍蝇只用一对前翅膀飞行,**它的后翅膀已经退化成哑铃状的平衡棒,**但这并不是一个无用的器官。有瓣蝇类能够快速又稳定的起飞正是与这个名叫“平衡棒”的感觉器官有关。

当苍蝇飞行时,**平衡棒会以每秒300次的频率高速振动,**当苍蝇飞行转向或是倾斜时,平衡棒根部就能感觉到变化并传送给苍蝇的大脑,从而平衡身体纠正航向。如果苍蝇的这一器官遭到破坏,则会明显降低它们起飞的速度与稳定性。

平衡棒是苍蝇飞行时的导航利器,**在静止时,苍蝇同样会有规律地振动平衡棒。**这种有规律的振动就像热身运动一样,让苍蝇随时能起飞。就像在红绿灯路口等待绿灯的汽车一样,发动机没有熄火,只要绿灯一亮,就可以快速启动行驶。

**科学家根据苍蝇平衡棍的导航原理,研制出的陀螺仪,**解决了飞行器在高速飞行时出现翻滚和倾斜的难题。现在陀螺仪已在航海、航天航空和军事等领域得到广泛的应用。

为什么苍蝇拍能拍到苍蝇?

苍蝇拍之所以能够成功拍打到苍蝇,归根结底还是得益于一个字:。苍蝇拍的设计中,长手柄起到了关键作用,长手柄带来长力臂,使得挥拍速度更快。

即便未经训练的普通人,**手持苍蝇拍也能轻松达到80m/s的挥拍速度,**这种高速挥动使得苍蝇来不及反应就被迅速击中。

苍蝇拍上的小孔设计也起到了一定作用。**这些小孔减少了空气阻力,从而进一步提升了苍蝇拍的速度。**然而,这并不是决定性因素。

**为了验证这一点,你可以尝试一个简单的实验:**折断苍蝇拍的手柄,直接用手握着拍头去打苍蝇,你会发现仍然难以击中目标;相反,如果你把一个完好的苍蝇拍上的小孔用胶带封住,虽然成功率会有所下降,但大部分时间你仍然能够成功击打到苍蝇。表明决定因素就是苍蝇拍末端的速度。

为什么用手能打到蚊子?

吸血的蚊子是我们人类的大敌,历史上死于蚊子传播疾病的人类远多于战争。相比苍蝇,**蚊子在飞行时,往往保持着一种相对稳定的飞行轨迹和速度。它们的飞行路径比较单一,且速度较慢,**这使得我们在观察到蚊子后,能够相对容易地预测其飞行轨迹,从而准确地出击。

蚊子翅膀构造和独特的飞行方式,**致使它们上下飞行的动作更灵敏,**如果要逃跑,自然也要用最擅长的方式,沿着前进的方向或上下方向逃跑。

回忆以前打蚊子的姿势就会发现,当你左右合掌拍击蚊子时,蚊子更容易“逃逸”。**拍蚊子的有效技巧,是用上下夹击,而不是左右夹击,**而且最好能够迎着蚊子的头部去拍打。

此外,发表在《当代生物学》上的一项研究表明,如果蚊子差点被你拍死,它会对你敬而远之。当蚊子经历过死里逃生的剧烈震荡后,即使遇上先前那种极富吸引力的气味,也会顿时“失去食欲”,逃之夭夭。

评论
周美华ZMH
庶吉士级
“苍蝇哪里逃,看我不拍死你”,哈哈,你是不是也这样说过,但是,想要徒手拍死苍蝇可是不容易的,因为苍蝇跑的极快啊!苍蝇拥有强大的感知能力和飞行模式,在你还没有拍到它之前就逃之夭夭了,苍蝇的生存能力也很强,而且携带病毒细菌,看来小苍蝇可不是那么好对付的,我们和苍蝇的战斗还要继续下去!
2024-06-25
无为通达
学士级
苍蝇在预知危险以及飞行速度、飞行方式、观察能力以及感知能力等方面都比蚊子更胜一筹,因此更难被人类徒手击中。
2024-06-25
科普科普知识的摇篮!
太师级
了解它们生理特点,苍蝇它之所以难以被打到,是因为它们具有快速反应的复眼、极快的起飞速度和特殊的翅膀结构。而蚊子由于飞行路径的可预测性和较慢的速度,相对容易被击打。这些生物学和物理学原理共同解释了为什么我们能够打到蚊子而难以打到苍蝇。
2024-06-25