無視大雨轟炸！蚊子飛行不被雨滴砸死　科普解開存活秘密與「打太極」有關

▲搞笑諾貝爾獎得主透過科學實驗，找出蚊子不被雨滴砸死的秘密。（圖／達志／示意圖）

文／胡立德

摘自／《破解動物忍術：如何水上行走與飛檐走壁？動物運動與未來的機器人》

蚊子怎麼能在雨中飛？典型的雨滴大小和蚊子差不多，都只有幾毫米。可是，雨滴呈球狀，密度也高很多，因此，從天而降的雨滴是蚊子的50倍重，相當於貨車跟人類的差距。就連濛濛細雨的小雨滴也和蚊子的重量相當，而且移動速度比蚊子快。蚊子被一滴雨打中後是怎麼存活下來的？又是如何活過傾盆大雨時那密集的雨滴轟炸？

蚊子所面臨的問題，是很多昆蟲都會遇到的，牠們活在一個充斥着難以預測的大型障礙物的世界裡。覓食的蜂飛經一片花海時，植物的莖幹會被風吹得四處搖晃，捉摸不定；蟑螂在黑暗中跑過地面時，也無可避免地會撞上東西，這一章要談的是昆蟲爲了應付碰撞所演化出來的機制。

爲了研究蚊子是怎麼在暴雨中存活下來的，我和我的研究生安卓‧狄克森（Andrew Dickerson）參觀了亞特蘭大的疾病管制中心。在進入蚊子繁殖室之後，我有一種被監視的詭異感覺，四周的籠子發出高音頻的嗡嗡聲，是數以萬計等着吸血的蚊子全體拍動翅膀的聲音。我俯身靠近籠子，看見牠們飛撲過來，甚至可以感覺到翅膀拍動時產生的極輕柔微風，好比數百萬片雪花同時墜落。

在過去，疾病管制中心的科學家會把兔子放在籠子裡喂蚊子，歷經多年後，實驗室的一名技師保羅‧浩爾（Paul Howell）想到一個比較簡單的方法。保羅時常把一隻手臂蓋在黑布下，仔細一看，會發現他其實是在用自己的血喂蚊子。保羅說：「蚊子比較喜歡在黑暗中進食。」這些吸血生物能夠從紗網籠子裡直接叮咬保羅的手，他只需要讓手臂接觸籠子即可，在蚊子忙着吸乾保羅的血時，他仍一邊跟我們說話。一分鐘後，他喂完蚊子了，把手移出黑布，上頭佈滿了數千個小紅點，彷彿是紅筆戳出來的，他的身體已經非常適應被蚊子叮咬，所以不再紅腫。

我和安卓回到喬治亞理工學院，有點受到驚嚇，但也很開心紙罐裡裝了幾百只蚊子回來。接下來幾年，這種接蚊子回來的事將成爲我們實驗室的常態。安卓在實驗室裡建了一個暴雨模擬器，由於蚊子太小、雨滴太難以預測，所以不可能透過攝影機來捕捉到兩者在大自然中的碰撞現象。爲了提高成功率，安卓做了一個壓克力雨箱，高度和鞋盒差不多，寬度則和拳頭一樣，底部有紗網讓雨滴穿透。一百隻蚊子聞到安卓的氣味，便興奮地在狹小的箱子裡嗡嗡亂飛。雨箱上方懸吊一個幫浦，能釋放出大小及速度都固定的水滴，水滴會在相同的路徑上規律落下，因此，蚊子只要身在水滴經過的地方，就一定會被打到，我們只需要架好高速攝影機，靜靜等待即可。

我們用肉眼無法看見任何東西，我們只知道，雨水的攻勢似乎完全不影響蚊子，牠們還是繼續在箱子裡嗡嗡叫。當安卓第一次捕捉到蚊子被雨滴打中的畫面時，我們並不曉得會看見什麼。我們兩個人都熱切地觀看慢速播放的影片，看着水滴在一張張接續的畫面中往下掉，終於打中蚊子時，雨滴稍稍壓扁了些，但接着又繼續落下，並沒有水花四濺。蚊子連同雨滴一起往下掉了幾公分，接着就滑開了。水滴持續往下落，而蚊子繼續飛牠的，雙方都毫髮無傷。

雨滴和蚊子的短暫相遇，解開蚊子之所以能從這樣的重擊中存活下來的秘密。兩者的交互作用有別於我們被雨淋的經驗，倘若你在暴雨中伸出手掌心，雨滴擊中手掌後會分裂成許多小水滴，而你會在手上感覺到一股力道，因爲你的手在抵抗雨滴的運動。然而，蚊子的重量僅有雨滴的2%，輕到無法抵抗雨滴的運動，牠們就像太極拳大師，讓雨滴暢通無阻地繼續它的路程。想像一下，用盡全身力氣重捶氣球時，因爲氣球沒有反抗你的拳頭，你也就無法對它造成任何傷害。事實上，用一隻手揮打蚊子是不可能打死牠的，你只是在推牠，讓牠搭了順風車，殺死蚊子的唯一辦法，就是用兩隻手合掌拍打，或趁牠在你身上某部位吸血時一手打下。

★本文經三民書局授權，摘自《破解動物忍術：如何水上行走與飛檐走壁？動物運動與未來的機器人》

★作者胡立德（David L. Hu），美國喬治亞理工學院機械工程學系與生物學系教授、物理系兼任教授，專長爲生物運動力學。在博士期間利用力學與數學來解析昆蟲如何能水面行走，研究成果曾兩度刊登於《自然》。至今爲止研究過蛇的運動、動物排尿、蚊子的雨中飛行、蟻羣如何建塔與造筏等多樣原創性主題，相繼被許多知名雜誌、網站如《國家地理雜誌》、《紐約時報》等以專欄報導。獲獎無數，其中包含美國自然科學基金會CAREER獎、搞笑諾貝爾獎等知名獎項。並多次受邀擔任電視節目嘉賓，對於科普教育推廣相當活躍。