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蚊子不会把自己烦死吗?其实蚊子为了这样叫费尽了心思

把科学带回家 2019-09-03

  

  来源 Nature等

  编译 七君

  蚊子的声音为什么这么烦人?

  大概它们自己听不见吧,不然会被自己烦死吧。这么想的,你不是唯一一个。

  实际上,在2006年之前,科学家们大都认为,只有公蚊子有听力,而负责吸血的母蚊子是聋的。所以在你身边吻吻吻的母蚊子并不会被自己烦死。

  但是那年,英国格林尼治大学的昆虫学教授 Gabriella Gibson 和布莱顿大学的生物学家 Ian Russell 发表在《当代生物学》(Current Biology)上的一项研究否定了这个看法,他们发现母蚊子也有听力。

  

  其实,在蚊子的神经系统中,和听觉有关的细胞大概有1.5万个,和?#27515;?#30340;1.6万差不了多少。但是对于蚊子小小的神经系统来说,听觉细胞所占的比例可以说很高了。早在1979年,伦敦国王学院的物理学家 David Kemp ?#22836;?#29616;,蚊子的听力和?#27515;?#19968;样好。

  显然,听觉对于蚊子来说非常重要。

  而蚊子烦人的声音,叫做?#19978;?#35843;(flight tone),它实际上是吸引同类来爱情play play 的交尾叫(mating call),类似于知了的叫声。

  

  不过,你可能一直没发现,蚊子的“因为爱情”之歌的音高和变音意味着什么。

  ?#30340;味?#22823;学的神经生物学家 Ronald Hoy 35年来一直在研究昆虫的沟通方?#20581;?#20182;曾对蚊子做了很多实验。其中包括传播登革热的一?#21482;?#34442;子——埃及伊蚊(Aedes aegypti)。

  来自非洲的埃及伊蚊如今遍?#38469;?#30028;各地,但不能离开?#27515;?#29983;存,它们所在的地方就一定有?#27515;?#27963;动。

  Hoy 和同事 Ben Arthur 直接记录了伊蚊的耳朵,也就是它们的琼?#31995;?#22120;(Johnstone’s organ)发出的声音频率。

  

  那两个甜甜圈形状的物体就是蚊子的耳朵——琼?#31995;?#22120;

  @Nature

  看,这跟长条状的物体是蚊子嘴巴——口器。

  

  一?#24187;?#33592;茸的埃及伊蚊公蚊子

  @Cornell University

  不过它不是用来吸血的,因为这是一只公蚊子。公蚊子的触角像一把刷子,它的主要功能就是寻找母蚊子,所以长得像个天线。公蚊子的天线对母蚊子?#19978;?#35843;(的基音)特别敏?#23567;?/p>

  大家看,这两个长得像蚊子眼睛的东西其实不是它们的眼睛,而是触角基部的耳朵——琼?#31995;?#22120;。蚊子的每个耳朵里有7000个负责听觉的神经元,加起来有近1.5万个。

  

  触角底部的圆球是蚊子的耳朵——琼?#31995;?#22120;

  其实,伊蚊的公蚊子的体型比母蚊子小很多,所以它们的音高比母蚊子高,大概是G调,也就是600赫?#33592;?#21491;。

  

  @TED

  而母蚊子的体型比公蚊子大,所以它们的频率要低一些,音高大概是D调,400-450赫?#33592;?#21491;。

  

  也就是说,如果你在家听到D调的蚊子叫,要提高警惕了,这是母蚊子出没的信号。

  不过,如果你听到蚊子突然变调,那是更加糟糕的信号,因为这意味着公蚊子和母蚊子正在确认眼神。

  

  是这样的,在公蚊子和母蚊子相遇的时候,只需6秒钟,大家就会调整各自的频率,开始情歌对唱,变成相同的?#19978;?#35843;(音高)。

  而奇怪的是,它们并不是让各自的频率变得接近,而是(让泛音)调整到更高的频率——1200赫兹。

  

  更奇怪的是,蚊子并不能听到这个音高,所以它们干嘛要这么干?

  这方面还没有确定的答案,但是一些科学家认为,调整到这个频率有利于对上眼的公母蚊子互相打招呼,相当于告诉对方,我知道你在哪儿,我的心和你在一起。当然,这可能也是区分不同品种的蚊子或同性蚊子,防止浪费几亿遗传资料的一种方法。

  不过呢,如果母蚊子已经怀孕,肚子里都是宝宝,她就不会因为公蚊子而改变自己的调子。2012年发表在《科学》上的一项研究发现,怀有宝宝的母蚊子对公蚊子的召唤毫无兴趣。

  怀孕的母蚊子只对你?#34892;?#36259;,想用G调驱蚊的你可以放?#29575;只?#20102;。

  

  更重要的是,蚊子烦人的吻吻吻,是它们特别演化出来的。为了这种吻吻吻,它们还牺牲了一部分?#19978;?#33021;力。

  是这样的,蚊子的飞行方式和一般的昆虫不太一样。

  

  @Nature

  昆虫的飞行效率奇高,所以在很长的时间里难倒了物理学家。按照?#27515;?#35774;计飞机的空气动力学原理是解释不?#27515;?#34411;的飞行的。科学家们一开始看到圆滚滚的熊蜂能飞时,就如同看?#21483;?#29482;上天一样。˙?˙  

  

  熊蜂同志

  但是后来科学家们才发现,昆虫的飞行靠的是前缘涡流(leading edge vortex)。这种涡流能够减少昆虫翅膀上方的气压,帮助它们抬起相对翅膀更加?#26519;?#30340;身体,是一?#30452;确?#26426;更?#34892;实姆上?#26041;?#20581;?#35768;多生物都采用前缘涡流?#19978;?#25110;滑水,比如鸟类,蝙蝠和鱼类。

  

  前缘涡流

  但是蚊子不一样,它们的振翅频率很高,但振翅幅度很小,只有40度。实际上,蚊子的飞行效率实际上没有普通昆虫那么高,只靠前缘涡流它们应该飞不起来。

  那么它们是怎么飞起来的呢?

  2017年,伦敦大学的研究者发表在《自然》上的一项研究发现,原来,除了前缘涡流以外,蚊子翅膀后部还会产生后缘涡流(trailing edge vortex)。

  

  蚊子的前缘涡流(浅蓝色)和后缘涡流(灰色)

  蚊子干嘛要挑选飞行效率更低的方式,把宝贵的能量耗散到飞行以外的事情上呢?

  最可能的目的就是,蚊子靠没效?#23454;?#32709;膀发出吻吻吻的噪音寻找配偶。

  

  总而言之,蚊子这么烦人绝对不是因为它们听不见自己,而是故意的。

  当然刚才说了,因为怀孕所以需要咬你的母蚊子根本不care公蚊子的吻吻吻,所以母蚊子的施工噪音大概是为?#27515;?#35980;表达“我要开动了哦”的意思吧。

责任编辑?#21644;?#36229;

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