一滴雨珠的重量可以達到蚊子體重的50倍之多,雨滴砸在蚊子身上,就像汽車砸在人身上一樣,為什么蚊子不會被砸死?
為了破解這一謎題,美國佐治亞理工學院的胡立德教授與美國疾病控制中心合作,對雨中飛舞的蚊子進行了高速攝像,以便仔細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:將數以百計的蚊子裝入一個細高的透明容器中,用高速噴頭從容器頂端向蚊群發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,由于蚊子與雨滴在瞬息之間便會擦身而過,如何讓實驗設備自動而準確地捕捉這一時刻,成了另一個亟須解決的問題。研究人員想出的辦法是:在蚊子飛行高度的上方設置一道“激光封鎖線”,雨滴穿過這道線時,便觸發高速相機以每秒4000幀的速度拍攝,詳細記錄蚊子與雨滴相互作用過程中的每一個動作。

通過拍攝下來的鏡頭,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的距離。他們發現,蚊子被雨滴擊中時并不抵擋雨滴,而是順應雨滴的趨勢下落。當雨滴擊中蚊子的翅膀或腿部時,蚊子會向擊中的那一側傾斜,并通過高難度的“側身翻滾動作”讓雨滴從身側滑落。而當雨滴正中蚊子身體時,蚊子會先順應雨滴強大的沖力與之一同下落,隨后迅速側向微調與雨滴分離并恢復飛行。
研究小組發現,若是雨滴擊中蚊子時蚊子棲息于無法移動的地面,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。而當蚊子在空中被擊中并采用“不抵抗”策略時,蚊子受到的沖擊力就會減小為自重的50~300倍,只相當于在蚊子身上壓了一根羽毛,這是蚊子能夠承受的。
雖說蚊子看似如風中浮萍,被雨滴砸得搖擺不定,但正是由于蚊子的重量微不足道,在與雨滴碰撞的過程中,雨滴幾乎沒有減速,其動能并未轉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的巨大沖擊。這就像是“以柔克剛”,達到了“四兩撥千斤”的效果。想不到小小的蚊子還是太極高手呢!
除了避免沖擊帶來的傷害,蚊子雨中求生的另一秘訣是它們具有疏水的細毛。這種細毛使得蚊子在隨雨滴下落的過程中與雨滴保持分隔狀態,從而能夠迅速擺脫雨滴重新飛起,在雨滴將它們砸落地面造成致命傷害前逃出生天。