為什么你總是打不著蒼蠅

◎劉青

你有過打蒼蠅的經歷嗎？蒼蠅老在你眼前晃來晃去、嗡嗡直叫, 怎么趕都趕不走。終于, 你忍無可忍, 抄起家伙打向它, 明明飛速落拍, 結果還是讓它跑了！為什么打蒼蠅這么難？

也許, 你會將這一切歸于蒼蠅的飛行速度快。然而, 蒼蠅的飛行速度遠遠沒有我們想象中的那么快, 只有大約每小時7千米, 跟我們走路的速度差不多, 但為什么你每次揮蒼蠅拍時, 蒼蠅大概率能成功逃脫呢？

其實, 這并不怪你。經過長時間的研究, 科學家們發現, 蒼蠅雖然個頭小, 卻擁有很多精良的“裝備”。

圖1 蒼蠅（圖/千圖網）

神奇的復眼

人類的眼睛位于頭部的前方, 兩只眼睛共用一個視網膜成像系統, 當我們看不同方向時, 主要靠肌肉帶動兩個眼球轉動, 視野范圍非常受限。而蒼蠅就不一樣了, 它們擁有由4000多只小眼組成的超大復眼, 這些小眼呈蜂窩狀生長在蒼蠅頭部的兩側, 讓它們擁有非常寬廣的視野。而且, 這些小眼有各自的光學系統和通向大腦的視覺神經, 視覺神經使它們互相配合、協調一致。所以, 你可能會認為, 只要躲在蒼蠅的背后它就看不見你, 其實蒼蠅早就看見你了。

圖2 蒼蠅的復眼 （圖/圖蟲創意）

超快的反應速度

更厲害的是, 人類接收和感知信息的頻率約為60 Hz, 而蒼蠅卻能高達240 Hz。蒼蠅身上的許多微小器官都與眼睛相連, 它們的大腦也參與視覺信息的處理, 因此, 它們能以驚人的速度把感官信息轉化成動作反應。有科學家發現, 蒼蠅的反應速度幾乎是人類反應速度的10倍。所以當你拍打蒼蠅時, 你認為自己的動作夠快, 但在蒼蠅眼中你的動作很慢。

提前感知氣流

蒼蠅還能利用觸角和身上的細毛來感知氣流。當你揮手拍打蒼蠅時, 無形之中推動了空氣, 蒼蠅一旦察覺到周圍的氣流被擠壓, 就會馬上逃跑。但是, 當你使用蒼蠅拍拍打時, 打到蒼蠅的概率卻會增大, 這是為什么呢？

這是因為, 蒼蠅拍呈網狀, 拍子上有多個小孔隙, 當蒼蠅拍在運動時, 空氣從孔隙中穿過, 并不會產生過強的氣流, 這就使得蒼蠅不易提前感知危險。

圖3 用蒼蠅拍拍打蒼蠅 （圖/圖蟲創意）

圖4 蒼蠅有六條腿 （圖/千圖網）

起飛速度快

除了能預測危險, 蒼蠅還能以驚人的速度在瞬間起飛。在每秒能拍攝5400幀畫面的高速攝影機的幫助下, 科學家發現了蒼蠅高超的逃生技巧：蒼蠅有六條腿——一對前腿、一對中腿、一對后腿。當它靜止時, 前腿和后腿用來支撐, 中腿則隨時待命。如果危險來自后方, 它的中腿就向后, 和后腿同時蹬起, 瞬間向前起飛。如果危險來自前方, 它的中腿就會向前, 和前腿同時蹬起, 瞬間向后起飛。

因此, 蒼蠅能根據危險的方向采用不同的起飛姿勢。有研究發現, 蒼蠅起飛的平均用時為7.34毫秒, 而人眨一次眼睛就要用時300毫秒, 可想而知蒼蠅的起飛速度有多快了。

飛行能力強

蒼蠅飛行時按照“倒八字”形高速振動前翅, 這種振翅方式可以制造漩渦狀氣流, 產生向上和向前的強大力量, 把空氣阻力變成動力。

蒼蠅還有一種由后翅退化而來的細小棒狀結構——平衡棒, 就像小小的鼓槌, 飛行時, 平衡棒以一定的頻率振動, 隨時調節運動方向, 起到穩定、平衡和糾正航向的作用。如果蒼蠅身體發生傾斜或偏離航向, 平衡棒的莖部感受器就會感覺到, 并傳遞給大腦神經中樞, 從而使蒼蠅迅速地平衡身體并糾正航向。有了平衡棒, 蒼蠅既可以急速前進, 也可以迅速后退, 不會因為飛速過快、轉向過猛而失去平衡。

無法預判的飛行路線

蒼蠅的飛行路線是漫無目的、無法預判的, 這種飛行模式被稱為“萊維飛行”, 其本質是一種隨機游走, 完全沒有規律。萊維飛行與自然界中另外一種隨機運動——布朗運動相比, 總路程少, 覆蓋范圍卻更廣闊。這種飛行方式意味著人們根本無法預判蒼蠅的運動軌跡, 難以瞄準它們。

圖5 觀察蒼蠅（圖/圖蟲創意）

蒼蠅的啟示

通過研究蒼蠅, 科學家們得到了很多啟示：根據蒼蠅眼睛的特點制造出“蠅眼航空照相機”, 一次最多能拍攝1000多張高清照片, 這種分辨率極高的蠅眼照相機在科學研究和軍事上有特殊的用途；模仿蠅眼光學系統的結構和功能特點, 制造出一種新型光學元件——“蠅眼透鏡”, 將其用于印刷制版和復制電子計算機的微小電路, 大大提高了工作效率和質量；根據蒼蠅平衡棒的原理, 研制了提高火箭和飛機穩定性的新型導航儀器——“振動陀螺儀”；根據蒼蠅身體結構的特點制造出“蒼蠅機器人”, 這種機器人能在地形狹窄而又復雜的空間內自由飛行；……

隨著生物科技的不斷發展, 人們研究并學習蒼蠅身上的“裝備”, 并將其應用到我們的日常生活中, 更好地為人類造福, 這或許是蒼蠅對人類的積極意義吧。