自然界裡最厲害的捕獵高手是誰,出現在你腦袋裡的第一答案是不是獵豹?
陸地上的速度之王,從骨骼到肌肉,每一寸結構都在為奔跑助力。以速度碾壓獵物的獵豹,捕獵成功率為58%。出擊兩次,就有一次能夠擒獲獵物。獵豹的成績很是亮眼,不過很遺憾,它不是老大。
比獵豹更厲害的獵手是蜻蜓,你壓根兒就想不到的蜻蜓,它捕捉蒼蠅的成功率超過了90%。幾乎百發百中的精準度,全面碾壓海陸空的其他獵手。
蜻蜓捕捉蒼蠅,是大個子碾壓小個子的降維攻擊。但是單論飛行技術的話,蜻蜓比不上蒼蠅。我們先看它倆的技術細節,再比較優劣。
蜻蜓飛行技術最成功的獵手,配備了昆蟲界最古老的翅膀。蜻蜓是一隻古老的蟲子,已經歷練了3億年的歲月,揹著昆蟲界獨一無二的翅膀,逃離恐龍滅絕時的至暗年代,平安飛行到今天。
所有的昆蟲都有前後兩對翅膀,不過兩對翅膀演化得各不相同。甲蟲的前翅演化成鎧甲一樣的鞘翅,只用薄薄的後翅飛翔。而蝴蝶只用前翅飛翔,它的前翅比後翅大,飛行時只有前翅運動,後翅掛在前翅上,被動跟著前翅一起撲打。
跟甲蟲和蝴蝶不同,蜻蜓的翅膀從未改變過,它始終保持著同樣強大的前翅和後翅,兩對翅膀分別連線著肌肉,由獨立肌肉控制單隻翅膀的運動。前翅和後翅,既能上下撲打,又能前後移動,既能同步,又能非同步。
緩慢飛行時,前翅在後翅之前拍動。要衝刺時,後翅比前翅提前90度相位。需要迅速改變方向時,兩對翅膀同步拍動,這時候翅膀產生的推力最大。最漂亮的姿勢是蜻蜓在空中懸停時,這時它的前翅和後翅之間的相位差最大,達到180度,兩對翅膀交叉翻飛,上下撲動。
變化多端的組合翅,支援蜻蜓360度全方位出擊,上下、左右、前後,它能轉向任意一個方向,不留一處死角。直上直下,懸停倒飛,大部分昆蟲做不到特技只是蜻蜓的日常姿勢。在昆蟲界裡,能夠登上競技舞臺,跟蜻蜓一決高下的只有蒼蠅、果蠅這一家子的蠅族了。
蒼蠅飛行技術在看蒼蠅的飛行細節之前,先來看這張圖片,你看這個蟲子是蒼蠅還是蜜蜂?
圖片上是食蚜蠅,雖然看上去很像蜜蜂,肚皮上長著蜜蜂的條紋,但它是不折不扣的蠅族。它和蜜蜂的最大區別是:食蚜蠅只有一對翅膀,蜜蜂有兩對翅膀。所有的蠅族,都只有一對翅膀,它們用前翅飛行,後翅演化成一對棒槌一樣的平衡棒,插在背脊兩側。
雖然平衡棒只有丁點兒大,但少了它可不行。飛行時,蒼蠅的平衡棒跟隨翅膀一起振動,振動的頻率一樣,但是方向相反。當蒼蠅在空中突變方向時,平衡棒能讓它保持穩定的身姿。如果把平衡棒摘掉,蒼蠅就像醉漢一樣,搖搖擺擺飛不平穩。
除了平衡棒外,蒼蠅使用翅膀的方式也跟蜻蜓不同。簡單地說,蜻蜓是在空中飛翔,而蒼蠅是在空中划水。它的翅膀是划水的船槳,只是船槳劃過的不是水流而是空氣,翅膀划動空氣獲得前進的推力。蒼蠅的翅膀能前後扭轉,它根據飛行方向來調節翅膀扭轉的角度,前進時向前傾斜,後退時向後傾斜。
相比蜻蜓用肌肉直接驅動的翅膀,蒼蠅扇動翅膀時更省力,它能透過改變胸腔的形狀,為翅膀提供間接動力。省力意味著高效率,蠅族裡的小個頭果蠅能以每秒200次的頻率來撲打翅膀,最快飛行速度達到每秒85釐米。相比之下,沒有間接助力的蜻蜓,扇動翅膀時會比果蠅消耗更多的能量,拍動的頻率也更慢,每秒扇動翅膀40次。雖然拍動翅膀的頻率慢,但是蜻蜓個頭大,力氣也大,它飛行時的絕對速度要比果蠅快很多。普通蜻蜓衝刺時的速度能超過每秒10米,不過當它往後倒飛時的速度就沒那麼快了,每秒後退20釐米。
蜻蜓VS蒼蠅給蒼蠅和蜻蜓做個簡單分類,蒼蠅屬於婉約派,擁有捉摸不定的走位,能在百分之一秒內改變飛行方向。飛行時,個頭小的蒼蠅飛得更加流暢,精確度更高。相比之下,蜻蜓是力量派,大開大合,大馬金刀地前進後退,飛行本領全面。比技術細節,蜻蜓不如蒼蠅,但是拋開花式技術看結果,誰更厲害是一目瞭然。技術不如蒼蠅的蜻蜓,是怎樣捕捉到蒼蠅的?
我們先來看一組實測資料,哈佛大學團隊,在池塘邊實測了蜻蜓的捕獵。15天的觀察期內,9只蜻蜓一共發起了2500次捕獵,擒獲果蠅的平均成功率為92.1%。
團隊把蜻蜓帶回實驗室,用高速相機拍攝到它的捕獵行為,發現了蜻蜓高成功率的秘密。原來蜻蜓在捕獵時,能夠提前做出預測。發現果蠅的蜻蜓,並沒有跟在獵物屁股後面,沿著果蠅的飛行軌跡追蹤。而是在獵物的下方,朝著果蠅前行的方向衝刺,然後從下往上抓獲獵物。判斷準確,出手迅速,收穫食物。
除了預測獵物的飛行路線外,蜻蜓還有一個最牛的特點,它只在空中捕獵。飛行中的蒼蠅蚊子是蜻蜓的糧食,不會飛的螞蟻,蜻蜓根本看不上。它的一次出擊時間很短,從起飛到捕獲獵物,半秒鐘就能搞定。
蜻蜓以個頭優勢碾壓果蠅,跟果蠅比,蜻蜓屬於降維攻擊。一力降十會,果蠅飄忽不定的身姿,在蜻蜓眼中不過是雕蟲小技,一擊就能拿下。如果要論公平,把蜻蜓縮小到和果蠅一樣大,最大可能就是小蜻蜓追不上小果蠅。