无视大雨轰炸！蚊子飞行不被雨滴砸死　科普解开存活秘密与「打太极」有关

▲搞笑诺贝尔奖得主透过科学实验，找出蚊子不被雨滴砸死的秘密。（图／达志／示意图）

文／胡立德

摘自／《破解动物忍术：如何水上行走与飞檐走壁？动物运动与未来的机器人》

蚊子怎么能在雨中飞？典型的雨滴大小和蚊子差不多，都只有几毫米。可是，雨滴呈球状，密度也高很多，因此，从天而降的雨滴是蚊子的50倍重，相当于货车跟人类的差距。就连蒙蒙细雨的小雨滴也和蚊子的重量相当，而且移动速度比蚊子快。蚊子被一滴雨打中后是怎么存活下来的？又是如何活过倾盆大雨时那密集的雨滴轰炸？

蚊子所面临的问题，是很多昆虫都会遇到的，牠们活在一个充斥着难以预测的大型障碍物的世界里。觅食的蜂飞经一片花海时，植物的茎干会被风吹得四处摇晃，捉摸不定；蟑螂在黑暗中跑过地面时，也无可避免地会撞上东西，这一章要谈的是昆虫为了应付碰撞所演化出来的机制。

为了研究蚊子是怎么在暴雨中存活下来的，我和我的研究生安卓‧狄克森（Andrew Dickerson）参观了亚特兰大的疾病管制中心。在进入蚊子繁殖室之后，我有一种被监视的诡异感觉，四周的笼子发出高音频的嗡嗡声，是数以万计等着吸血的蚊子全体拍动翅膀的声音。我俯身靠近笼子，看见牠们飞扑过来，甚至可以感觉到翅膀拍动时产生的极轻柔微风，好比数百万片雪花同时坠落。

在过去，疾病管制中心的科学家会把兔子放在笼子里喂蚊子，历经多年后，实验室的一名技师保罗‧浩尔（Paul Howell）想到一个比较简单的方法。保罗时常把一只手臂盖在黑布下，仔细一看，会发现他其实是在用自己的血喂蚊子。保罗说：「蚊子比较喜欢在黑暗中进食。」这些吸血生物能够从纱网笼子里直接叮咬保罗的手，他只需要让手臂接触笼子即可，在蚊子忙着吸干保罗的血时，他仍一边跟我们说话。一分钟后，他喂完蚊子了，把手移出黑布，上头布满了数千个小红点，仿佛是红笔戳出来的，他的身体已经非常适应被蚊子叮咬，所以不再红肿。

我和安卓回到乔治亚理工学院，有点受到惊吓，但也很开心纸罐里装了几百只蚊子回来。接下来几年，这种接蚊子回来的事将成为我们实验室的常态。安卓在实验室里建了一个暴雨模拟器，由于蚊子太小、雨滴太难以预测，所以不可能透过摄影机来捕捉到两者在大自然中的碰撞现象。为了提高成功率，安卓做了一个压克力雨箱，高度和鞋盒差不多，宽度则和拳头一样，底部有纱网让雨滴穿透。一百只蚊子闻到安卓的气味，便兴奋地在狭小的箱子里嗡嗡乱飞。雨箱上方悬吊一个帮浦，能释放出大小及速度都固定的水滴，水滴会在相同的路径上规律落下，因此，蚊子只要身在水滴经过的地方，就一定会被打到，我们只需要架好高速摄影机，静静等待即可。

我们用肉眼无法看见任何东西，我们只知道，雨水的攻势似乎完全不影响蚊子，牠们还是继续在箱子里嗡嗡叫。当安卓第一次捕捉到蚊子被雨滴打中的画面时，我们并不晓得会看见什么。我们两个人都热切地观看慢速播放的影片，看着水滴在一张张接续的画面中往下掉，终于打中蚊子时，雨滴稍稍压扁了些，但接着又继续落下，并没有水花四溅。蚊子连同雨滴一起往下掉了几公分，接着就滑开了。水滴持续往下落，而蚊子继续飞牠的，双方都毫发无伤。

雨滴和蚊子的短暂相遇，解开蚊子之所以能从这样的重击中存活下来的秘密。两者的交互作用有别于我们被雨淋的经验，倘若你在暴雨中伸出手掌心，雨滴击中手掌后会分裂成许多小水滴，而你会在手上感觉到一股力道，因为你的手在抵抗雨滴的运动。然而，蚊子的重量仅有雨滴的2%，轻到无法抵抗雨滴的运动，牠们就像太极拳大师，让雨滴畅通无阻地继续它的路程。想像一下，用尽全身力气重捶气球时，因为气球没有反抗你的拳头，你也就无法对它造成任何伤害。事实上，用一只手挥打蚊子是不可能打死牠的，你只是在推牠，让牠搭了顺风车，杀死蚊子的唯一办法，就是用两只手合掌拍打，或趁牠在你身上某部位吸血时一手打下。

★本文经三民书局授权，摘自《破解动物忍术：如何水上行走与飞檐走壁？动物运动与未来的机器人》

★作者胡立德（David L. Hu），美国乔治亚理工学院机械工程学系与生物学系教授、物理系兼任教授，专长为生物运动力学。在博士期间利用力学与数学来解析昆虫如何能水面行走，研究成果曾两度刊登于《自然》。至今为止研究过蛇的运动、动物排尿、蚊子的雨中飞行、蚁群如何建塔与造筏等多样原创性主题，相继被许多知名杂志、网站如《国家地理杂志》、《纽约时报》等以专栏报导。获奖无数，其中包含美国自然科学基金会CAREER奖、搞笑诺贝尔奖等知名奖项。并多次受邀担任电视节目嘉宾，对于科普教育推广相当活跃。