为什么你总是打不着苍蝇

◎刘青

你有过打苍蝇的经历吗？苍蝇老在你眼前晃来晃去、嗡嗡直叫, 怎么赶都赶不走。终于, 你忍无可忍, 抄起家伙打向它, 明明飞速落拍, 结果还是让它跑了！为什么打苍蝇这么难？

也许, 你会将这一切归于苍蝇的飞行速度快。然而, 苍蝇的飞行速度远远没有我们想象中的那么快, 只有大约每小时7千米, 跟我们走路的速度差不多, 但为什么你每次挥苍蝇拍时, 苍蝇大概率能成功逃脱呢？

其实, 这并不怪你。经过长时间的研究, 科学家们发现, 苍蝇虽然个头小, 却拥有很多精良的“装备”。

图1 苍蝇（图/千图网）

神奇的复眼

人类的眼睛位于头部的前方, 两只眼睛共用一个视网膜成像系统, 当我们看不同方向时, 主要靠肌肉带动两个眼球转动, 视野范围非常受限。而苍蝇就不一样了, 它们拥有由4000多只小眼组成的超大复眼, 这些小眼呈蜂窝状生长在苍蝇头部的两侧, 让它们拥有非常宽广的视野。而且, 这些小眼有各自的光学系统和通向大脑的视觉神经, 视觉神经使它们互相配合、协调一致。所以, 你可能会认为, 只要躲在苍蝇的背后它就看不见你, 其实苍蝇早就看见你了。

图2 苍蝇的复眼 （图/图虫创意）

超快的反应速度

更厉害的是, 人类接收和感知信息的频率约为60 Hz, 而苍蝇却能高达240 Hz。苍蝇身上的许多微小器官都与眼睛相连, 它们的大脑也参与视觉信息的处理, 因此, 它们能以惊人的速度把感官信息转化成动作反应。有科学家发现, 苍蝇的反应速度几乎是人类反应速度的10倍。所以当你拍打苍蝇时, 你认为自己的动作够快, 但在苍蝇眼中你的动作很慢。

提前感知气流

苍蝇还能利用触角和身上的细毛来感知气流。当你挥手拍打苍蝇时, 无形之中推动了空气, 苍蝇一旦察觉到周围的气流被挤压, 就会马上逃跑。但是, 当你使用苍蝇拍拍打时, 打到苍蝇的概率却会增大, 这是为什么呢？

这是因为, 苍蝇拍呈网状, 拍子上有多个小孔隙, 当苍蝇拍在运动时, 空气从孔隙中穿过, 并不会产生过强的气流, 这就使得苍蝇不易提前感知危险。

图3 用苍蝇拍拍打苍蝇 （图/图虫创意）

图4 苍蝇有六条腿 （图/千图网）

起飞速度快

除了能预测危险, 苍蝇还能以惊人的速度在瞬间起飞。在每秒能拍摄5400帧画面的高速摄影机的帮助下, 科学家发现了苍蝇高超的逃生技巧：苍蝇有六条腿——一对前腿、一对中腿、一对后腿。当它静止时, 前腿和后腿用来支撑, 中腿则随时待命。如果危险来自后方, 它的中腿就向后, 和后腿同时蹬起, 瞬间向前起飞。如果危险来自前方, 它的中腿就会向前, 和前腿同时蹬起, 瞬间向后起飞。

因此, 苍蝇能根据危险的方向采用不同的起飞姿势。有研究发现, 苍蝇起飞的平均用时为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了。

飞行能力强

苍蝇飞行时按照“倒八字”形高速振动前翅, 这种振翅方式可以制造漩涡状气流, 产生向上和向前的强大力量, 把空气阻力变成动力。

苍蝇还有一种由后翅退化而来的细小棒状结构——平衡棒, 就像小小的鼓槌, 飞行时, 平衡棒以一定的频率振动, 随时调节运动方向, 起到稳定、平衡和纠正航向的作用。如果苍蝇身体发生倾斜或偏离航向, 平衡棒的茎部感受器就会感觉到, 并传递给大脑神经中枢, 从而使苍蝇迅速地平衡身体并纠正航向。有了平衡棒, 苍蝇既可以急速前进, 也可以迅速后退, 不会因为飞速过快、转向过猛而失去平衡。

无法预判的飞行路线

苍蝇的飞行路线是漫无目的、无法预判的, 这种飞行模式被称为“莱维飞行”, 其本质是一种随机游走, 完全没有规律。莱维飞行与自然界中另外一种随机运动——布朗运动相比, 总路程少, 覆盖范围却更广阔。这种飞行方式意味着人们根本无法预判苍蝇的运动轨迹, 难以瞄准它们。

图5 观察苍蝇（图/图虫创意）

苍蝇的启示

通过研究苍蝇, 科学家们得到了很多启示：根据苍蝇眼睛的特点制造出“蝇眼航空照相机”, 一次最多能拍摄1000多张高清照片, 这种分辨率极高的蝇眼照相机在科学研究和军事上有特殊的用途；模仿蝇眼光学系统的结构和功能特点, 制造出一种新型光学元件——“蝇眼透镜”, 将其用于印刷制版和复制电子计算机的微小电路, 大大提高了工作效率和质量；根据苍蝇平衡棒的原理, 研制了提高火箭和飞机稳定性的新型导航仪器——“振动陀螺仪”；根据苍蝇身体结构的特点制造出“苍蝇机器人”, 这种机器人能在地形狭窄而又复杂的空间内自由飞行；……

随着生物科技的不断发展, 人们研究并学习苍蝇身上的“装备”, 并将其应用到我们的日常生活中, 更好地为人类造福, 这或许是苍蝇对人类的积极意义吧。