为什么雨滴砸不死蚊子?

作者: 赵楚涵

夏季,随着气温的逐渐升高,让人讨厌的蚊子也开始活跃起来。这群磨人的“小妖精”数量庞大,而且经常神出鬼没,就连你洗澡的时候它们都要捣蛋。但同学们发现没,哪怕你拿着喷头对着蚊子疯狂“扫射”,它们也都毫发无损?听着耳边的嗡嗡声,看着自己胳膊上隆起的小红包,你有没有认真想过:为什么夏天经常暴雨,雨滴却砸不死蚊子呢?今天就让我们一起来探讨这个问题吧!

下雨时,蚊子经历了什么?

在揭开谜底前,我们还需要知道:下雨时,蚊子究竟会经历什么?难道一下雨它们就躲在屋檐下不出来了吗?答案当然是否定的。

同学们应该知道水的密度很大,而一颗雨滴的质量大约是蚊子的50倍,再加上雨水落下来时的加速度,一颗雨滴砸到蚊子身上,相当于一辆公交车全速撞到人的身上,可想而知,在蚊子眼中,即便是一场毛毛细雨,对它们来说也是一场灾难。如果是一场大雨,就意味着一只在户外的蚊子每25秒就要被撞一次。但让人不解的是,每逢下雨,这些讨厌的小家伙们都会在空中快乐地飞来飞去,而且毫发无损。这到底是为什么呢?

为什么雨滴砸不死蚊子?

为破解这一谜题,美国佐治亚理工学院的胡立德教授与美国疾控中心合作,对蚊子进行了研究。他们把这群讨厌的小家伙装在一个透明的玻璃箱里,箱盖是网状的,能够漏水下来。然后向蚊群发射与自然界雨滴速度和密度相仿的“模拟雨滴”,对“雨”中飞舞的蚊子进行高速摄像,观察蚊子被雨滴击中瞬间的行为。

通过实验,他们惊奇地发现,下雨时蚊子根本就没有避雨,即便不幸被雨滴击中,蚊子也不会因为冲击受到伤害。

这是因为,当雨滴砸中蚊子时,很少会正中中心,一般都砸到了它们的翅膀或六条腿上。当雨滴击中蚊子的翅膀或腿部时,它们就会向击中的那一边倾斜,并通过“侧身翻滚”这一高难度动作,让雨滴从身体一侧滑落,凭借高超的飞行技术,蚊子在百分之一秒内就能恢复平衡。不过“天有不测风云,蚊有旦夕祸福”,也有某些倒霉蚊子会被雨滴命中身体中央。这时,蚊子会先顺应雨滴强大的推力与之一同下落,接着,再凭借身上浓密的防水细毛,迅速侧向微调完成“侧身翻滚”,然后与雨滴分离并恢复平衡继续飞行。

研究者还发现,当雨滴击中栖息于地面的蚊子时,雨滴的速度会在瞬间减小为0,这时蚊子就会承受相当于它体重10000倍的力,足以致命。但当蚊子在空中被击中并采用“不躲避、不抵抗”策略时,它们受到的冲击力就会减小到其体重的1/50~1/300。此时,这雨滴就像一根极细小的羽毛压在了蚊子身上,这是它们能够承受的重量,所以它们也就安然无恙咯。

蚊子的“以柔克刚”术和先天优势

虽说蚊子柔弱,就像风中的柳絮一般会被雨滴砸得摇晃不定,但正是因为它体重极轻,雨滴在与蚊子碰撞的过程中几乎没有减速,雨滴的动能也几乎没有转化为能量拍打在蚊子身上,而是让蚊子瞬间加速下降,从而化解了高速下降的雨滴带来的巨大冲击。这就是蚊子的“以柔克刚”术,原来小小的蚊子还是个太极大师呢。

蚊子能在雨中安然无恙的另一个原因,就是它们全身都具有疏水性的细毛。这种防水的细毛能使蚊子与拍打在它身上的雨滴保持分隔状态,从而使蚊子能够迅速摆脱雨滴重新起飞,在雨滴将它们砸落地面造成致命伤害前成功逃生。

说到这,同学们可能会想:研究蚊子为什么不会被雨滴砸死是不是没有意义?当然不是。在应对自然之道上,动物往往有着比人类更丰富的经验,它们在千万年的进化过程中拥有了适应生存环境的生理结构和功能。研究动物应对大自然的特殊本领,可以为科学家和工程师提供新的设计思想和灵感,解决机械技术上的诸多难题。比如,如何更好地设计微型飞行器,让它们能像蚊子一样,在雨中轻盈地飞翔。

(插画绘制/三公主)