一滴雨珠的重量可以達(dá)到蚊子體重的50倍之多,雨滴砸在蚊子身上,就像汽車砸在人身上一樣,為什么蚊子不會(huì)被砸死?
為了破解這一謎題,美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的胡立德教授與美國(guó)疾病控制中心合作,對(duì)雨中飛舞的蚊子進(jìn)行了高速攝像,以便仔細(xì)觀察蚊子被雨滴擊中瞬間的行為。
這可不是一件容易的事。蚊子被雨滴自然擊中的概率微乎其微,于是研究人員采用了“水槍打蚊群”的策略:將數(shù)以百計(jì)的蚊子裝入一個(gè)細(xì)高的透明容器中,用高速噴頭從容器頂端向蚊群發(fā)射與自然界中雨滴速度相仿(大約每秒9米)的“模擬雨滴”,以增加蚊子被“雨滴”擊中的概率。
同時(shí),由于蚊子與雨滴在瞬息之間便會(huì)擦身而過(guò),如何讓實(shí)驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)而準(zhǔn)確地捕捉這一時(shí)刻,成了另一個(gè)亟須解決的問(wèn)題。研究人員想出的辦法是:在蚊子飛行高度的上方設(shè)置一道“激光封鎖線”,雨滴穿過(guò)這道線時(shí),便觸發(fā)高速相機(jī)以每秒4000幀的速度拍攝,詳細(xì)記錄蚊子與雨滴相互作用過(guò)程中的每一個(gè)動(dòng)作。
通過(guò)拍攝下來(lái)的鏡頭,研究人員分析并歸納了雨滴擊中蚊子不同部位后的各種情況,計(jì)算出了蚊子在遭遇雨滴的瞬間所受的力,以及其后隨雨滴向下移動(dòng)的距離。他們發(fā)現(xiàn),蚊子被雨滴擊中時(shí)并不抵擋雨滴,而是順應(yīng)雨滴的趨勢(shì)下落。當(dāng)雨滴擊中蚊子的翅膀或腿部時(shí),蚊子會(huì)向擊中的那一側(cè)傾斜,并通過(guò)高難度的“側(cè)身翻滾動(dòng)作”讓雨滴從身側(cè)滑落。而當(dāng)雨滴正中蚊子身體時(shí),蚊子會(huì)先順應(yīng)雨滴強(qiáng)大的沖力與之一同下落,隨后迅速側(cè)向微調(diào)與雨滴分離并恢復(fù)飛行。
研究小組發(fā)現(xiàn),若是雨滴擊中蚊子時(shí)蚊子棲息于無(wú)法移動(dòng)的地面,雨滴的速度將瞬間減小為0,并施加等同于蚊子體重10000倍的力在蚊子身上,足以致其于死地。而當(dāng)蚊子在空中被擊中并采用“不抵抗”策略時(shí),蚊子受到的沖擊力就會(huì)減小為自重的50~300倍,只相當(dāng)于在蚊子身上壓了一根羽毛,這是蚊子能夠承受的。
雖說(shuō)蚊子看似如風(fēng)中浮萍,被雨滴砸得搖擺不定,但正是由于蚊子的重量微不足道,在與雨滴碰撞的過(guò)程中,雨滴幾乎沒(méi)有減速,其動(dòng)能并未轉(zhuǎn)化為能量擊打在蚊子身上,而是讓蚊子瞬間加速,從而化解了高速下降的雨滴帶來(lái)的巨大沖擊。這就像是“以柔克剛”,達(dá)到了“四兩撥千斤”的效果。想不到小小的蚊子還是太極高手呢!
除了避免沖擊帶來(lái)的傷害,蚊子雨中求生的另一秘訣是它們具有疏水的細(xì)毛。這種細(xì)毛使得蚊子在隨雨滴下落的過(guò)程中與雨滴保持分隔狀態(tài),從而能夠迅速擺脫雨滴重新飛起,在雨滴將它們?cè)衣涞孛嬖斐芍旅鼈η疤映錾臁?/p>