苍蝇发表的论文

为何苍蝇那么难拍？运动感知比人眼快六倍，机动快五十倍！

每到夏季，苍蝇就会钻到你家厨房中乱串，让你一阵心烦，每当你拿起一本杂志或者其他东西想拍打苍蝇时，你的动作总会落后苍蝇半拍，无论你有多快，总有比你更快的苍蝇。科学家利用超高速摄影机，揭示了苍蝇在空中的机动能力，其论文发表在2021年1月13日的《英国皇家学会学报 B》上。

研究人员选取的对象是生活中常见的家蝇，以及其他几种苍蝇类型，家蝇归类为双翅目蝇科，双翅目的苍蝇其后翅膀演变为细小的棒状结构，通过后翅的震动可以感知身体平衡状态，从而帮助苍蝇在飞行过程中稳定身体。摘除后翅的苍蝇将失去飞行方向性，飞行稳定性大大降低，且不能垂直降落。

起飞时间

超高速摄影机以每秒3000帧的速度记录了苍蝇的起飞动作和飞行姿态，发现双翅目苍蝇的起飞速度是其他苍蝇的五倍，而且起飞过程只需要拍打一次翅膀，平均起飞时间为0.007秒，最慢的也不会超过0.014秒，而其他非双翅目苍蝇最慢起飞时间为0.039秒，大约需要拍打4次翅膀。

飞行机动性

研究人员称，苍蝇在躲避危险起飞时，总是在速度和平衡之间权衡，一旦起飞完成，在空中的苍蝇将拥有超高的机动性，其中家蝇能在0.01秒内改变飞行航行，这比人类眨眼还快50倍，而且苍蝇的翅膀能产生足够的力量，让它在空中迅速地躲避危险。

曾在华盛顿大学研究飞行生物力学的弗洛里安·穆伊雷斯称：苍蝇的身体可以卷成90度，以最大限度发挥空中机动性能，快速躲避捕食者。

特殊的视觉

苍蝇之所以有如此之快的反应速度，其特殊的视觉系统是关键，家蝇的复眼有大约4000个小眼，复眼虽然降低了分辨率，但是让苍蝇拥有极快的闪光融合率（类比显示屏的图像刷新率）。

人眼平均的闪光融合率约为60，如果眼前的物体运动速度过快，就会导致人眼的视觉系统跟不上，于是我们看到的物体就是模糊的，分不清细节。

来自英国剑桥大学细胞神经科学的教授罗杰·哈迪，将电极植入家蝇复眼的感光器中，测试其闪光融合率大约为每秒400次，这比人眼快了6倍多。这就意味着，我们看快速运动的物体是模糊的，但是在苍蝇眼中就是慢动作，24帧率的视频在苍蝇眼中就如我们看PPT，只是分辨率大大降低了，但是对于苍蝇来说，速度比分辨率更重要。

研究还显示，家蝇的复眼拥有更广的视角范围，不需要转头就能看清360度的视角，起飞前200毫秒（0.2秒）就能通过视觉观察到危险，从而调整好姿态并预判飞行方向和位置。

以上这些研究结果，说明苍蝇在速度上远快于人类，所以我们很难拍打到它，当然我们可以借助一些灭蝇工具，比如苍蝇拍就能大大提高你拍到苍蝇的几率。

悉尼发稿：高速摄影机拍摄的镜头，使生物工程学家发现了苍蝇能屡屡逃之夭夭的秘密，同时也找到了成功拍死苍蝇的策略。Michael Dickinson已经接受了数百次采访，采访内容都和他在生物力学上的一项研究有关：昆虫飞行。有个问题一直困扰着他：为什么很难拍死一只苍蝇。“现在我终于能回答这个问题了，”美国Pasadena加州理工学院的生物工程学家Dickinson说到。脑袋瓜虽小，逃生策略却一套套通过用数码成像的高速摄影机拍摄苍蝇拍拍向果蝇（学名Drosophila melanogaster）的过程，Dickinson和研究生Gwyneth Card发现了苍蝇狡猾的逃生行为背后藏着的秘密。早在苍蝇临危一跃之前，它的小脑瓜里就已经在盘算着潜在威胁来袭的方位了，它想好逃跑方案，将6条腿调整至最佳位置，然后朝着与苍蝇拍来袭方向相反的方向一溜烟地飞跑了。从苍蝇觉察到苍蝇拍，到这一整套动作全部完成，只需短短100毫秒。“这说明苍蝇从大脑处理接受到信息，到采取合适行动这一过程是多么地迅速，”Dickinson说到，他这周刚刚在Current Biology上发表了一篇学术论文，详细介绍了他在这一课题上的研究成果。该项研究中，所谓的苍蝇拍实际上是一个直径14厘米的黑色圆盘，以50º角拍向落在一个小试验台中心的苍蝇。从研究者录制的视频显示来看，如果苍蝇拍是从苍蝇的前方拍过来，苍蝇便会将中间两条腿前移，同时身体后倾，然后抬起身体，将腿伸展开，便向后飞走了。后方来袭的危险然而面对来自后方的危险，苍蝇（苍蝇的视角能达到360º）却是将中间两条腿稍向后移动。对于来自侧方的危险，苍蝇中间两条腿保持不动，但在跃起逃跑前，它整个身体会向另一侧倾斜。“我们还发现，当苍蝇在完成它逃跑前的一套动作时，还会在觉察危险的第一时间内，考虑其身体的位置，”Dickinson说。“当苍蝇在第一时间内察到即将降临的危险时，根据苍蝇当时具体在做什么，比如它可能正在清洁身体、进食、漫步或者求爱，因此它的身体可能处在任何一种姿态，”Dickinson说。完美的预逃跑姿势然而，试验结果还暗示了苍蝇能通过某种方式“知道”它是需要大幅调整，还是只需微调身体姿态，以达到正确的预逃跑体位。这就说明苍蝇必须整合来自复眼的视觉信息和来自脚下的触觉信息，并根据这些信息，在起飞逃跑前将身体调整到最佳姿势。试验结果在昆虫神经系统方面提供了一些新的见解，试验结果表明，在苍蝇的大脑中有一张显示有危险来袭方向的地图。“根据这张地图，苍蝇设计出一整套逃跑前的动作来调整它的腿和身体，”Dickinson说。“从感知危险到采取行动，这其中的过程非常复杂，我们也在寻找这一过程发生在苍蝇大脑的哪个部位。”这项研究就这样找到了一种成功拍死苍蝇的好方法。“最好不要从苍蝇逃跑的起点处落拍，而要有一定的提前量，即落拍点选在你估计的苍蝇逃跑的方向上靠前一些，”Dickinson向大家建议。

主要是因为这两种的速度不一样，而且感官神经也不一样，苍蝇的感官神经比较敏感一些。

一般在家中可见的苍蝇是家蝇，属于杂食性蝇类。它们摄食人的食品、畜禽分泌物与排泄物、厨房下脚料及垃圾中有机物等。它们对于糖、醋、氨味、腥味具有极强的趋向性。 苍蝇最适宜的温度是27℃～30℃。8～12℃时苍蝇可以活动，但不能交配，也不能站立在食物上，只能落在天花板和墙上，不爱动，在零下5℃时，3～5天死亡。所以先天是苍蝇最具活力的时候。 苍蝇没有鼻子，但是，它有另外的味觉器官，并且还不在头上脸上，而是在脚上。只要它飞到了食物上，就先用脚上的味觉器官去品一品食物的味道如何，然后，再用嘴去吃。因为苍蝇很贪吃，又喜欢到处飞，所以见到任何食物都要去尝一尝，这样一来，苍蝇的脚上就会沾有很多的食物，这样既不利于苍蝇飞行，又阻碍了它的味觉。所以苍蝇把脚搓来搓去，是为了把脚上沾的食物搓掉。 所以它们会围着你飞，然后落在你身上，尝一尝你好不好吃。 最彻底的根治办法就是做做大扫除。环境干净了，空气清新了，就自然没有了。快速的方法也有，安纱窗，弄些化学杀虫剂用一用。 最后补充一句，家里吃剩的水果不要长时间暴露在桌子上，汗湿的脏衣服也不要堆在一起长久不洗，高糖分和汗臭腐臭的味道同样遭苍蝇以及果蝇。

人的眼睛是球形的，苍蝇的眼睛却是半球形的。蝇眼不能像人眼那样转动，苍蝇看东西，要靠脖子和身子灵活转动，才能把眼睛朝向物体。苍蝇的眼睛没有眼窝，没有眼皮也没有眼球，眼睛外层的角膜是直接与头部的表面连在一起的。从外面看上去，蝇眼表面（角膜）是光滑平整的，如果把它放在显微镜下，人们就会发现蝇眼是由许多个小六角形的结构拼成的。每个小六角形都是一只小眼睛，科学家把它们叫做小眼。在一只蝇眼里，有3000多只小眼，一双蝇眼就有6000多只小眼。这样由许多小眼构成的眼睛，叫做复眼。蝇眼中的每只小眼都自成体系，都有由角膜和晶维组成的成像系统，由对光敏感的视觉细胞构成的视网膜，还有通向脑的视神经。因此，每只小眼都单独看东西。科学家曾做过实验：把蝇眼的角膜剥离下来作照相镜头，放在显微镜下照相，一下子就可以照出几百个相同的像。用这种照相机可以进行邮票印刷的制版工作。世界上，长有复眼的动物可多了，差不多有1/4的动物是用复眼看东西的。像常见的蜻蜓、蜜蜂、萤火虫、金龟子、蚊子、蛾子等昆虫，以及虾、蟹等甲壳动物都长着复眼。科学家对蝇眼发生兴趣，还由于蝇眼有许多令人惊异的功能。如果人的头部不动，眼睛能看到的范围不会超过180度，身体背后有东西看不到。可是，苍蝇的眼睛能看到350度，差不多可以看一圈，只差脑后勺边很窄的一小条看不见。人眼只能看到可见光，而蝇眼却能看到人眼看不见的紫外光。要看快速运动的物体，人眼就更比不上蝇眼了。一般说来，人眼要用0.05秒才能看清楚物体的轮廓，而蝇眼只要0.01秒就行了。眼睛所看到的，是通过光传导的信息。不过眼睛并没有把它所看到的全部信息都上报给大脑，而是经过挑选把少量最重要的信息传给大脑。蝇眼这种接收及处理信息的能力，比人们制造出来的任何自动控制机都要高明。蝇眼还是一个天然测速仪，能随时测出自己的飞行速度，因此能够在快速飞行中追踪目标。根据这种原理，目前人们研制出了一种测量飞机相对于地面的速度的电子仪器，叫做“飞机地速指示器”，已在飞机上试用.

苍蝇的食性取决于其种类。有专门吸吮花蜜和植物汁液的，有专门嗜食人、畜血液或动物创口血液和眼、鼻分泌物的。而人们常见的家蝇、大头金蝇、丝光绿蝇、丽蝇、麻蝇则属于杂食性蝇类，即广泛摄食人的食品、畜禽分泌物与排泄物、厨房下脚料及垃圾中有机物等。它们对于糖、醋、氨味、腥味具有极强的趋向性。据研究，雌蝇若单纯供给水、糖及碳水化合物，虽能生长，但卵巢不能发育、产卵；惟有加喂蛋白质食料或多种氨基酸，才能正常产卵。若采用蜂王浆喂饲雌性家蝇，能缩短产卵前期，提高产卵量。 ��影响苍蝇寿命的因素有温度、湿度、食物和水。温度25℃～33℃、空气湿度60％～70最佳。 ��雌蝇要比雄蝇活得长，其寿命为30～60天；在实验室条件下，可长达112天。在低温的越冬条件下，苍蝇可生活半年之久。 ��苍蝇的孳生适应力非常强。蝇类的孳生物可大致分为人粪类、畜粪类、腐败动物类、腐败植物类、垃圾、污水类。蝇蛆的适应力很强，几乎在是上述六个类型中都可孳生，尤其嗜爱在畜粪、发酵植物中生活，其次喜在人粪、腐败动物中孳生。 ��⑵活动与栖息 ��苍蝇是在白昼活动频繁的昆虫，具有明显的趋光性。夜间则静止栖息。活动、栖息场所，取决于蝇种、季节、温度和地域。在某些季节，厩腐蝇、夏侧蝇、市蝇也会侵入住宅内。大头金蝇、丝光绿蝇、丽蝇、伏蝇、麻蝇等则主要活动、栖息于户外。 ��苍蝇的活动受温度影响很大。它在4～7℃时仅能爬行， 10～15℃时可以飞翔，20℃以上才能摄食、交配、产卵，30～35℃时尤其活跃，35～40 ℃因过热而停止活动，45 ～47 ℃时致死。 ��苍蝇善于飞翔。飞行速度可达每小时6～8 千米，最高每昼夜飞行8～18 千米。但平常多在孳生地半径100 ～200 米范围内活动，大都不超过1～2 千米。 ��苍蝇的越冬方式颇为复杂。既能以蛹态越冬，也能以蝇蛆、成虫方式越冬。在北方寒带、温带地区，自然界看不到活动态的家蝇，但在人工取暖的室内仍有成蝇活动，蔬菜大棚温室往往成为翌年春暖时苍蝇大量孳生的发源地。在江南和部分华北地区，冬季平均温度在0 ℃以下，苍蝇能够巧妙地以蛹态越冬，少数地区也能发现蛰伏的雌蝇的被畜禽粪覆盖的蝇蛆。在华南亚热带地区，平均气温在5 ℃以上，苍蝇不存在休眠状态，可以继续孳生繁殖。

1，苍蝇巨大的复眼使得它们的视角有三百六十度。

2，苍蝇的反应速度很快。有研究表明，大约在看到拍子移动的一百毫秒左右之后，苍蝇已经能做出反映，找出最佳逃跑计划，并将自己的脚做出相应的移动，准备跳跃。3，苍蝇的神经系统复杂，可以计算出最佳的逃跑角度和路线。4，苍蝇的飞行速度可能更快一些。有一篇加州理工大学发表的 Current Biology 论文研究了苍蝇逃避拍子的生物动力学机理，详细讨论了以上说的第二点和第三点：

图一：苍蝇复杂的神经系统使得他们可以很快的找出拍子的来向，并计算出最佳逃跑角度。

图二，苍蝇可以在一百毫秒之内迅速的调整脚的位置，并在280毫秒左右做出起跳动作。

所以大致的结论有两条：1，拍苍蝇的正确方法不是对着苍蝇的位置拍，而是估算出苍蝇大致逃跑的路线，然后对着逃跑路线拍，成功率会高一些。2，如果你手速很快，苍蝇拍从挥动到打中的时间小于280毫秒，那么应该能百发百中。