研究:殺手蠅俯衝加速度高達3.6g,但因此失去了方向控制能力

據外媒報道,殺手蠅在空中俯衝捕捉獵物時加速可以達到3g以上,但在如此高的速度下,它們往往會錯過,因為它們無法糾正自己的路線。這是劍橋大學、林肯大學和明尼蘇達大學的研究人員最近在《Journal of the Royal Society Interface》上發表的一項研究結果。

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殺手蠅(Coenosia attenuata)執行高速空中俯衝以攻擊在它們下面飛行的獵物。在這個過程中,它達到了令人印象深刻的36m/s²的加速度,相當於3.6倍的重力加速度(3.6g)。

作為比較,獵鷹是最早被認為是空中飛行速度最快的動物,然而其俯衝時的加速度卻要低得多,只有6.8m/s²。獵鷹俯衝時摺疊翅膀並簡單地讓重力加速它們沖向獵物。

然而對於這種體型微小的殺手蠅來說,在空中俯衝時取得的高速速度可能會讓人感到驚訝,因為研究人員認為,這種蒼蠅在俯衝攔截目標時沒有考慮到重力的影響。

研究人員為了得到他們想要的結果,建造了一個透明的“飛行競技場”並讓一個虛擬的獵物以恆定的速度飛過。當殺人蒼蠅攻擊目標時,研究人員會用高速攝像機拍攝下來並以慢動作回放這些鏡頭–利用這些數據以3D的方式重建整個攻擊序列。

研究發現,跟從地板或牆上起飛相比,殺手蠅從活動場所的天花板起飛時達到的加速度要高得多。無論從哪裡起飛,蒼蠅拍打翅膀的速度都差不多,這表明它們的飛行速度是由翅膀的力量和重力共同決定的。

“當殺手蠅從活動場所的地板或牆壁上起飛時,它們會選擇最短的路徑飛向目標。但當它們從天花板上起飛時卻無法做到這一點,因為重力引起的高加速度改變了預期的飛行路徑,”劍橋大學動物學系博士生、論文第一作者Sergio Rossoni說道。

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通過超高加速度的俯衝,殺手蠅有時能以極快的速度抓住目標獵物,但它經常打偏,因為它的速度使它很難在俯衝過程中改變方向以防止獵物移動。但即使蒼蠅沒有落在目標上,它的俯衝也會迅速縮短跟獵物的距離,這樣它就可以在做最後的動作捕捉獵物時保持視線。

研究人員認為,下潛時不考慮重力的影響可能會被另一個優勢所彌補。高速俯衝迫使潛在的獵物在攻擊者接近時改變方向,但要做到這一點,獵物必須放慢速度–這使其更容易被捕獲。

在空中捕食的昆蟲通常會向上攻擊獵物,因為獵物跟天空的對比更容易看到。在這方面,殺手蠅是不尋常的昆蟲捕食者,它在視覺雜亂的地面上向下搜尋,而使用只有粗糙分辨率的眼睛會更加困難。

來自明尼蘇達大學的教授、領導了這項研究的Gonzalez-Bellido指出:“這項對微型蒼蠅的研究幫助我們了解到,當生存依賴於快速決策和準確行動時什麼捷徑是可以接受的,但與此同時捕食者的感覺能力和處理能力會受到嚴重限制。”