“动物都是科学家”系列七：打不着的苍蝇

马睿棋

今天，我们要讲的这个小生命非常招人烦，那就是苍蝇。它们是夏天餐桌上最不招人待见的不速之客，轰不走，打不死，落脚之处，使得一盘盘食物因卫生原因而遭人嫌弃。

在拿着苍蝇拍追逐苍蝇这项竞技运动中，人类落败的概率远远高于成功的概率。苍蝇为何能胜过自称万物之灵长的人类？原因在于苍蝇拥有一对可观六路的复眼，以及一对堪称“天然导航仪”的平衡棒。

宽广的复眼视野

我们的眼睛位于头部的前方，两只眼睛只有一对视网膜成像系统，这叫作单眼。而包括苍蝇在内的很多昆虫，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的。不同物种的昆虫，其小眼的数目、大小和形状差别很大。家蝇的复眼由4000个小眼组成，蝶、蛾类的复眼有28000个小眼。昆虫的小眼一般呈六角形，雄性介壳虫的复眼中则有无数个圆形小眼。

每个小眼都是一套独立的成像系统，由角膜镜、晶状体及感光细胞组成。角膜镜是小眼表面的六角形凸镜，可以汇聚光线。角膜镜下面是圆锥形的晶状体，与角膜镜一起构成集光器。集光器下面，连接着视觉神经。

复眼中的每个小眼与人类的眼睛比起来，其成像系统比较简陋，每个小眼感覺到光的刺激后，形成光点组成的影像仅能分辨明暗和颜色。昆虫的大脑对来自复眼中小眼的图像处理功能也不够强大，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。

有着如此明显的缺点，昆虫为何还要坚持进化出复眼呢？这和昆虫的飞行有关。

体格弱小的昆虫掌握了飞行技能后，其觅食的空间大大扩大，逃避天敌的空间也大大增加。

地面上的一些动物喜欢吃昆虫，天空中的很多鸟类更是将昆虫列为食谱中的主菜。鸟类捕食昆虫时，习惯了借助地球的重力，加速俯冲。当一只鸟俯冲下来的时候，对昆虫来说是遮天蔽日，直接导致昆虫身体上方的光影出现了变化。

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。因此，复眼可以通过高频率感知光影的变化，有效地计算自身与所观察物体的相对方位、距离。因此，昆虫对靠近自己的移动物体的反应十分敏锐。例如，当一个物体突然出现时，蜜蜂的反应时间只要0.01秒，捕食类昆虫对移动的物体则更加敏感。

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。无论你从哪个方向举着苍蝇拍靠近，苍蝇靠着复眼都能发现偷偷靠近的你！

起飞速度快

昆虫的身体分为头、胸、腹3个部分，胸部有3对足、2对翅膀。然而，双翅目的昆虫却将一对后翅退化成了哑铃状的平衡棒，仅留一对翅膀用于飞行。

苍蝇飞行时，其平衡棒以300次/秒的频率振动。如果身体发生倾斜和偏离航向，或振动平面发生变化时，平衡棒的茎部感受器就会感觉到，并传递给大脑神经中枢，从而迅速地平衡身体并纠正航向。

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。

为什么总打不着苍蝇？因为苍蝇时刻都在准备起飞。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。

如果平衡棒受到损伤，那么苍蝇的反应、起飞速度与飞行稳定性都会大打折扣。

科学家根据苍蝇平衡棒的原理，研制出振动陀螺仪等新型导航仪器，用在飞机、火箭和其他航天器上，这样不仅可以防止危险的螺旋飞行，保证飞行的稳定性，而且可实现自动驾驶。