蚊子不會把自己煩死嗎?其實蚊子為了這樣叫費盡了心思
蚊子的聲音為什麼這麼煩人?大概它們自己聽不見吧,不然會被自己煩死吧。這麼想的,你不是唯一一個。實際上,在2006年之前,科學家們大都認為,只有公蚊子有聽力,而負責吸血的母蚊子是聾的。所以在你身邊吻吻吻的母蚊子並不會被自己煩死。
但是那年,英國格林尼治大學的昆蟲學教授Gabriella Gibson 和布萊頓大學的生物學家Ian Russell 發表在《當代生物學》(Current Biology)上的一項研究否定了這個看法,他們發現母蚊子也有聽力。
其實,在蚊子的神經系統中,和聽覺有關的細胞大概有1.5萬個,和人類的1.6萬差不了多少。但是對於蚊子小小的神經系統來說,聽覺細胞所佔的比例可以說很高了。早在1979年,倫敦國王學院的物理學家David Kemp 就發現,蚊子的聽力和人類一樣好。
顯然,聽覺對於蚊子來說非常重要。
而蚊子煩人的聲音,叫做飛翔調(flight tone),它實際上是吸引同類來愛情play play 的交尾叫(mating call),類似於知了的叫聲。
不過,你可能一直沒發現,蚊子的“因為愛情”之歌的音高和變音意味著什麼。
康奈爾大學的神經生物學家Ronald Hoy 35年來一直在研究昆蟲的溝通方式。他曾對蚊子做了很多實驗。其中包括傳播登革熱的一種花蚊子——埃及伊蚊(Aedes aegypti)。
來自非洲的埃及伊蚊如今遍布世界各地,但不能離開人類生存,它們所在的地方就一定有人類活動。
Hoy 和同事Ben Arthur 直接記錄了伊蚊的耳朵,也就是它們的瓊氏登器(Johnstone’s organ)發出的聲音頻率。
那兩個甜甜圈形狀的物體就是蚊子的耳朵——瓊氏登器
@Nature
看,這跟長條狀的物體是蚊子嘴巴——口器。
一隻毛茸茸的埃及伊蚊公蚊子
@Cornell University
不過它不是用來吸血的,因為這是一隻公蚊子。公蚊子的觸角像一把刷子,它的主要功能就是尋找母蚊子,所以長得像個天線。公蚊子的天線對母蚊子飛翔調(的基音)特別敏感。
大家看,這兩個長得像蚊子眼睛的東西其實不是它們的眼睛,而是觸角基部的耳朵——瓊氏登器。蚊子的每個耳朵裡有7000個負責聽覺的神經元,加起來有近1.5萬個。
觸角底部的圓球是蚊子的耳朵——瓊氏登器
其實,伊蚊的公蚊子的體型比母蚊子小很多,所以它們的音高比母蚊子高,大概是G調,也就是600赫茲左右。
@TED
而母蚊子的體型比公蚊子大,所以它們的頻率要低一些,音高大概是D調,400-450赫茲左右。
也就是說,如果你在家聽到D調的蚊子叫,要提高警惕了,這是母蚊子出沒的信號。
不過,如果你聽到蚊子突然變調,那是更加糟糕的信號,因為這意味著公蚊子和母蚊子正在確認眼神。
是這樣的,在公蚊子和母蚊子相遇的時候,只需6秒鐘,大家就會調整各自的頻率,開始情歌對唱,變成相同的飛翔調(音高)。
而奇怪的是,它們並不是讓各自的頻率變得接近,而是(讓泛音)調整到更高的頻率——1200赫茲。
更奇怪的是,蚊子並不能聽到這個音高,所以它們幹嘛要這麼幹?
這方面還沒有確定的答案,但是一些科學家認為,調整到這個頻率有利於對上眼的公母蚊子互相打招呼,相當於告訴對方,我知道你在哪兒,我的心和你在一起。當然,這可能也是區分不同品種的蚊子或同性蚊子,防止浪費幾億遺傳資料的一種方法。
不過呢,如果母蚊子已經懷孕,肚子裡都是寶寶,她就不會因為公蚊子而改變自己的調子。2012年發表在《科學》上的一項研究發現,懷有寶寶的母蚊子對公蚊子的召喚毫無興趣。
懷孕的母蚊子只對你有興趣,想用G調驅蚊的你可以放下手機了。
更重要的是,蚊子煩人的吻吻吻,是它們特別演化出來的。為了這種吻吻吻,它們還犧牲了一部分飛翔能力。
是這樣的,蚊子的飛行方式和一般的昆蟲不太一樣。
@Nature
昆蟲的飛行效率奇高,所以在很長的時間裡難倒了物理學家。按照人類設計飛機的空氣動力學原理是解釋不了昆蟲的飛行的。科學家們一開始看到圓滾滾的熊蜂能飛時,就如同看到小豬上天一樣。˙Ꙫ˙
熊蜂同志
但是後來科學家們才發現,昆蟲的飛行靠的是前緣渦流(leading edge vortex)。這種渦流能夠減少昆蟲翅膀上方的氣壓,幫助它們抬起相對翅膀更加沉重的身體,是一種比飛機更有效率的飛翔方式。許多生物都採用前緣渦流飛翔或滑水,比如鳥類,蝙蝠和魚類。
前緣渦流
但是蚊子不一樣,它們的振翅頻率很高,但振翅幅度很小,只有40度。實際上,蚊子的飛行效率實際上沒有普通昆蟲那麼高,只靠前緣渦流它們應該飛不起來。
那麼它們是怎麼飛起來的呢?
2017年,倫敦大學的研究者發表在《自然》上的一項研究發現,原來,除了前緣渦流以外,蚊子翅膀後部還會產生後緣渦流(trailing edge vortex)。
蚊子的前緣渦流(淺藍色)和後緣渦流(灰色)
蚊子乾嘛要挑選飛行效率更低的方式,把寶貴的能量耗散到飛行以外的事情上呢?
最可能的目的就是,蚊子靠沒效率的翅膀發出吻吻吻的噪音尋找配偶。
總而言之,蚊子這麼煩人絕對不是因為它們聽不見自己,而是故意的。
當然剛才說了,因為懷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為了禮貌表達“我要開動了哦”的意思吧。