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SUMMER大家常常会遇见这种情况:在炎热夏日,蚊子在耳边嗡嗡作响,大家比较容易就能一巴掌将它拍死。
然而,当面对苍蝇时,尽管它们看着更大、更明显,但大家却总是很难一击即中。这背后其实蕴含着一些有趣的生物学和物理学原理。今天大家一块聊一聊~
苍蝇拥有宽广的复眼视线
人类的眼睛坐落于头部前方,每一只双眼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。而包含苍蝇在内的很多昆虫和节肢动物,则拥有一双巨大的复眼,占据了头部非常大的一块地方。
每一个复眼都是由若干个小眼组成,比如家蝇复眼由多达4000个六角形的小眼组成,每一个小眼都是一套独立的成像系统。
图源:千库网
复眼中的每一个小眼与人类的双眼相比,其成像系统比较简陋,小眼叠加在一块所形成的复眼视觉更像一幅马赛克拼贴的画面,像素低,画面分析度差。
但复眼虽然成像能力差,但对光线的明暗变化反应异常灵敏,每一个小眼可以在非常短的时间内,以特别高的频率对光影变化作出反应。正常人的双眼每秒能分辨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。看迅速运动的物体时只须0.01秒就能飞速地分辨物体的形状、大小和相他们位、距离。
除此之外,**复眼的视线比较宽广,苍蝇的复眼几乎能看清360度范围内的物体。**无论你埋伏在什么方向,苍蝇靠着复眼都能发现你。
苍蝇的起快速度快
除去复眼以外,大家打不到苍蝇的另一个主要原因是,它的起快速度太快了**!大家容易见到的苍蝇是有瓣蝇类,这种蝇类起飞的速度比其他蝇类更快,起飞过程平均仅需7.34毫秒,而人眨一次双眼就要用时300****毫秒,**不言而喻苍蝇的起快速度有多快。
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,**但这并非一个无用的器官。有瓣蝇类可以迅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。假如苍蝇的这一器官遭到破坏,则会明显减少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,发动机没熄火,只须绿灯一亮,就能迅速启动行驶。
**科学家依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点。目前陀螺仪已在航海、航天航空和军事等范围得到广泛的应用。
为何苍蝇拍能拍到苍蝇?
苍蝇拍之所以可以成功拍打到苍蝇,归根结底还是得益于一个字:快。苍蝇拍的设计中,长手柄起到了重点用途,长手柄带来长力臂,使得挥拍速度更快。
即使未经练习的普通人,**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飞速击中。
苍蝇拍上的小孔设计也起到了肯定用途。**这类小孔降低了空气阻力,从而进一步提高了苍蝇拍的速度。**然而,这并非决定性原因。
**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,你会发现仍然很难击中目的;相反,假如你把一个完好的苍蝇拍上的小孔用胶带封住,虽然成功率会有所降低,但大多数时间你仍然可以成功击打到苍蝇。表明决定原因就是苍蝇拍末端的速度。
为何用手能打到蚊子?
吸血的蚊子是大家人类的大敌,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,总是维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,**这使得大家在察看到蚊子后,可以相对容易地预测其飞行轨迹,从而准确地出击。
蚊子翅膀架构和独特的飞行方法,**导致它们上下飞行的动作更灵敏,**假如要逃跑,自然也要用最善于的方法,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”。**拍蚊子的有效方法,是用上下夹击,而不是左右夹击,**而且最好可以迎着蚊子的头部去拍打。
除此之外,发表在《当代生物学》上的一项研究表明,假如蚊子差点被你拍死,它会对你敬而远之。当蚊子历程过死里逃生的剧烈震动后,即便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。
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