苍蝇

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为什么你总是打不着苍蝇人民资讯 [复制链接]

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「本文来源:科普中国」

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。

一、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。家蝇的复眼由个小眼组成,蝶、蛾类的复眼有个小眼。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,每个小眼感觉到光的刺激后,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!

二、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。

来源:《科学大众》杂志

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