在大家的印象中,蚊子隻是幾毫米的昆蟲,既不飛又高也不遠,隻能在地面上飛翔。畢竟,數字就在那裡,隻有一對兩三毫米長的翅膀和一對退化的平衡杆。

蚊子翅膀 圖檔:Sahibul-Saif Sheykh Abdul Kerim al-Kibrisi - WordPress.com
現在,科學家的研究颠覆了人們對蚊子飛行能力的看法。
在撒哈拉以南半沙漠地區,攜帶瘧疾的蚊子在風的幫助下,可以在數百公裡外的一夜之間飛離地面290米。
2013年,來自國家過敏和傳染病研究所(NIAID)的科學家前往撒哈拉沙漠,在617天内捕獲和采樣當地蚊子。目的是研究蚊子在不同地區遷徙的能力。
他們使用氦氣球将油漆垂直粘在離地面40至290米的網上。
氦氣球和粘性網 來源:文獻1
結果,他們捕獲了461,000隻昆蟲,其中包括2,748隻蚊子,其中235隻是可能攜帶瘧疾的蚊子。換句話說,蚊子可以飛到290米高。很難說粘性蚊帳是否放在更高的位置,也許蚊子會飛得更高。
在不同飛行高度捕獲的蚊子的類型和數量 圖檔:文獻1
你可能會認為靠近地面的蚊帳會捕到更多的蚊子。然而,在實踐中,被粘性網捕獲的蚊子數量随着高度的增加而增加。這表明蚊子也可以在高海拔地區遷徙。
超過80%的蚊子是雌性,衆所周知,雌性蚊子叮咬,90%的蚊子在飛行前吸食人類血液。
通過僅從這些蚊子那裡捕獲資料,科學家們不确定它們來自哪裡或它們飛了多遠。因為隻采集了一個位置的樣本,是以它隻能表明蚊子出現在某個位置。
但是,使用天氣模組化工具,科學家們使用現有資料計算了蚊子的可能軌迹,同時考慮了風向和風速。科學家最終得出結論,蚊子可以在九個小時的夜間飛行中飛行295公裡,這取決于它的飛行和風力。
利用模組化工具,科學家分析了不同種類蚊子的遷徙距離 來源:文獻1
如果你單獨想象一下,很難相信這樣一個卑微的生物能飛得那麼遠。不僅僅是普通人,科學家看到這些資料時都會感到震驚。2019年,科學家們在《自然》雜志上發表了他們的發現。
雖然蚊子本身的飛行距離有限,但風沒有問題,飛得越來越遠,飛得更高,叮咬人,傳播疾病。
這就是為什麼即使您的家住在21樓的高層建築中,蚊子也會發生的原因。畢竟蚊子能飛到幾百米高,會不會在意那21層,區高60多米?
你可能會認為蚊子隻在低海拔地區發現,但在喜馬拉雅山這樣的高海拔地區,也有蚊子。
2007年,科學家在印度加瓦爾地區對蚊子進行了采樣,并在300-1000米,1000-2000米和2000-3000米的不同海拔高度捕獲了蚊子。共發現34種蚊子,包括五個屬:埃及伊蚊,每隻蚊子,埃及伊蚊,Ku蚊子和藍帶蚊子。
蚊子物種出現在不同的海拔高度,并随着海拔的升高而減少 圖示:文獻2
毫無疑問,低海拔地區氣溫炎熱潮濕,但高海拔地區達到3000m,雖然發現的蚊子種類很少,隻有少數幾種,但也顯示了一些蚊子能存活的強度。
當然,蚊子可以通過電梯和一些管道飛到幾十層樓高的地方,但對此沒有科學的解釋,這隻是推測,從一些可能的方式來分析。但現在你應該知道,有了一對翅膀和風,蚊子可以直接從外面飛到21樓。
<蚊子是如何>h1級"pgc-h-arrow-right"飛的?</h1>
蚊子和蜜蜂以類似的方式飛行,通過拍打翅膀和扇動空氣來獲得向上的力量。不同之處在于,蚊子拍打翅膀的速度更快,并以一個小角度振動,大約40度,是蜜蜂大小的一半。也就是說,如果推理,蚊子不能像蜜蜂那樣獲得那麼多的提升。
如果蚊子選擇蜜蜂的大角度拍打翅膀,那麼蚊子的飛行嗡嗡聲估計是兩倍的響亮,飛行的聲音,很容易被發現。
2017年,科學家用慢動作鏡頭解開了蚊子飛行的秘密。牛津大學的科學家使用八個超高速相機來捕捉蚊子如何從八個角度飛行。
飛行中蚊子的試射 圖檔:https://newatlas.com/
慢動作中的蚊子拍打翅膀的可能性是實際700倍,然後使用計算機模拟建立了3D模型,使科學家能夠了解蚊子飛行中氣流的變化。
從8個角度看蚊子的飛行來源:自然視訊
根據研究結果,蚊子在翅膀上,和蜜蜂在同一個地方,在翅膀的前緣會産生一個小漩渦,這種氣流降低了翅膀上方的壓力,即在翅膀飛行的過程中獲得一定的升力。
蚊子産生的前緣漩渦 來源:自然野戰
但是除了翅膀前緣的漩渦外,蚊子還在翅膀的後緣形成漩渦,這與蜜蜂不是同一個地方。可以在翅膀後面産生漩渦,因為它們的翅膀不是垂直向下扇動的,而是在扇形過程中反轉的。
後緣氣流源:自然視訊
當機翼的後緣翻轉時,機翼的後緣與機翼前緣拍打産生的流體對齊,産生一個漩渦,重新獲得一些額外的升力。
此外,在扇鳍過程中,蚊子還會産生旋轉阻力以支援其體重。
旋轉阻力 來源:自然視訊
這也許可以解釋為什麼蚊子的小角度拍打仍然可以獲得足夠的升力,因為它通過産生額外的漩渦來補償翅膀的小角度。
在未來,科學家可能會将蚊子飛行技術應用于較小的無人機,隻是希望無人機不會嗡嗡作響......
引用:
1、Huestis D L, Dao A, Diallo M, et al.薩赫勒地區瘧疾蚊子的風傳播遠距離遷移[J].自然, 2019, 574(7778): 404-408.
2、Pemola Devi N, Jauhari RK.與印度Garhwal地區一些喜馬拉雅山脈植物地理區域相關的蚊子物種。昆蟲科學學報. 2007;7:1‐10.doi:10.1673/031.007.3201
3、http://www.ox.ac.uk/news/2017-03-30-new-study-sheds-light-how-mosquitoes-wing-it
産地:科普中國
制作:蘇成宇
監督:中國科學院計算機網絡資訊中心