明明拍到的苍蝇怎么又飞起来了
“嗡……”屏声静气，瞄准目标，用力挥动手臂拍上去。不需要张开手，你就知道自己失败了。因为“嗡嗡”声再次响起，空中又划过它快乐灵活的身影，仿佛在嘲笑你笨拙的动作。
不服气的你奋起追[文]着苍蝇在房间里跑[章]上几圈，终于功夫[来]不负有心人拍到它[自]时，一定会收获极[3]大的满足感！（当[2]然如果始终追不到[1]的话，你可能需要[克]平静一下自己狂躁[文]的内心。）
然而，生命有时就是如此神奇，当你正气喘吁吁，洋洋得意之时，你发现这个小东西又颤颤巍巍地飞起来了，飞起来了！明明打到它了，为什么它还能飞起来？不禁自我怀疑，究竟有没有拍到它？
超能力1：慢动作看世界
苍蝇的大脑比你的[章]大脑小约100万[来]倍，它们并不聪明[自]。毕竟，这些昆虫[3]会一个接一个地跳[2]入致命的捕蚊灯。[1]但每当我们试图以[克]肉身捕捉或攻击这[文]种小生物，却总像[章]是在被它戏耍一般[来]。事实上，无论你[自]以为自己的动作有[3]多快，在苍蝇眼中[2]都是慢动作。
和多数昆虫一样，[1]苍蝇拥有一对复眼[克]。它的每一只眼睛[文]都是由一大簇微小[章]的、独立的透镜单[来]元（也就是小眼）[自]组合而成。每只小[3]眼都能独立地捕捉[2]光线，看到天空的[1]角度各不相同。本[克]质上，这一个个小[文]眼就构成了果蝇视[章]觉的单独像素。与[来]人类数百万个像素[自]相比，苍蝇看到的[3]世界分辨率非常低[2]。但捕捉动作的能[1]力却不取决于分辨[克]率。
所有动物，包括人[文]类，本质上都是像[章]看电影一般捕捉着[来]周围环境的信息。[自]世界无疑是连续的[3]，但我们的视觉系[2]统却是在以一个特[1]定频率（临界闪烁[克]频率）拍摄单张图[文]像，再从眼睛传回[章]大脑并拼凑到一起[来]。只有高于这个频[自]率的画面，在我们[3]看来才是连续的。[2]
人类每秒最多能看[1]到约60次闪光，[克]而一些苍蝇的复眼[文]能看到250次左[章]右——比人类整整[来]快了四倍。如果你[自]把一只苍蝇带去电[3]影院，流畅的电影[2]画面在苍蝇看来就[1]是一帧帧静止的图[克]像，像幻灯片一样[文]。与你我相比，苍[章]蝇本质上是以慢动[来]作看世界，因此它[自]们的反应速度在我[3]们看来就像超能力[2]一般快。
超能力2：我有特殊的起飞技巧
但捕捉动作快慢的[1]能力强，并不能帮[克]助苍蝇逃离人类的[文]“魔爪”，更重要[章]的是，它们在发现[来]危险时能够瞬间从[自]静止位置起飞。对[3]于所有飞行动物（[2]甚至包括飞行器）[1]而言，整个飞行的[克]启动过程都是最为[文]核心的阶段。它们[章]需要在短时间内产[来]生显著的升力，同[自]时必须保证这个过[3]程具有稳定性，能[2]够抵抗一定程度的[1]扰动。而不同昆虫[克]的起飞策略可能会[文]略有不同，一些苍[章]蝇主要通过腿部伸[来]展提供初始升力，[自]跳跃起飞；另一些[3]如蚊子、悬停苍蝇[2]等则主要靠扇动翅[1]膀提供升力。
双翅目蝇中的有瓣[克]蝇类（Calyp[文]tratae）都[章]有一对后翅，它无[来]法为苍蝇提供任何[自]向上的升力，已经[3]退化（也可以说是[2]进化）为一种被称[1]为平衡棒（hal[克]teres）的机[文]械感受器。而平衡[章]棒的作用类似陀螺[来]仪，它能感知身体[自]的旋转，帮助昆虫[3]保持身体的平衡。[2]在有瓣蝇类苍蝇静[1]止时，它们总会规[克]律地扇动后翅，但[文]这种行为会造成哪[章]些影响一直尚未得[来]到解答。但科学家[自]能观察到，有瓣蝇[3]类苍蝇的起飞速度[2]远高于其他蝇类。[1]
2021年，科学家移除了一些有瓣蝇类苍蝇的平衡棒后发现，这些苍蝇的腿部伸展速度变慢，导致起飞的速度也变慢，且更加不稳定。科学家推测，苍蝇后翅的摆动能够提升它们的感官信息量，且这种信息无需经过任何中枢神经系统，能直接传递到腿部。这使得苍蝇能够像条件反射一般快速起飞。此外，平衡棒的激活很可能有助于苍蝇在飞行开始前“预热”，使它能从静止站立快速过渡到跳跃起飞。
超能力3：”免疫“伤害与抵抗扰动
但机警如苍蝇，还[克]是免不了被我们打[文]中。没错！有时候[章]我们真的能拍到它[来]。只是敌人还有一[自]招：”免疫“伤害[3]。更准确地说，是[2]部分“免疫”。排[1]除掉实打实地拍到[克]静止在某一平面上[文]的苍蝇这种情况。[章]当我们拍到半空中[来]的苍蝇时，空气总[自]是会更加优待这些[3]质量极小的生物—[2]—它们可以感知到[1]气流的变化，快速[克]地反应逃离；或者[文]干脆被手和它之间[章]的空气推离原位（[来]这就是苍蝇拍需要[自]有很多洞的原因）[3]。而小型生物的身[2]体强度总是会更高[1]，因此我们手臂挥[克]出的力其实很难对[文]它造成致命的伤害[章]。
理论上，当我们攻[来]击一些飞行生物时[自]，翅膀总是最为脆[3]弱的要害。那么纵[2]使我们没能直接拍[1]死苍蝇，也总能破[克]坏它脆弱的翅膀，[文]使它掉落在地。为[章]什么它还能飞？这[来]就不得不赞叹一下[自]生命对于扰动的抵[3]抗能力。
看似弱小的昆虫，[2]对身体的自然损伤[1]有着相当强的抵抗[克]力。在很多节肢动[文]物中，蜕皮、疾病[章]、捕食、择偶这些[来]生存过程，随时都[自]可能造成身体受损[3]。据2007年一[2]项对节肢动物自然[1]种群的调查显示，[克]某些节肢动物种群[文]中近40%都至少[章]缺少一个完整的附[来]肢。这样的比例在[自]我们人类看来是不[3]可思议的，但同时[2]也验证了：在自然[1]状态下，扰动或许[克]是常态，而非小概[文]率事件。
然而，对于飞行昆[章]虫而言，翅膀上一[来]点细微的破损，可[自]能就会造成毁灭性[3]的影响。因为不对[2]称的身体必定会导[1]致不对称的空气动[克]力，从而迅速地破[文]坏它们飞行时身体[章]的稳定性。与同样[来]擅长飞行的鸟类、[自]蝙蝠不同的是，昆[3]虫无法靠自身修复[2]翅膀的损伤。因此[1]它们不得不借助神[克]经系统和机械系统[文]的耦合来补偿这种[章]损伤导致的扰动。[来]
苍蝇也对翅膀损伤[自]有很强的抵抗力。[3]当损伤在一定范围[2]内，它们可以通过[1]由感官反馈驱动的[克]机械调节机制保持[文]稳定，这样会牺牲[章]部分飞行性能（比[来]如速度），但不会[自]改变内部神经系统[3]的控制[1] 。或者它们也可能[2]会随着时间推移，[1]自适应地改变内部[克]控制，从而保证足[文]够的飞行性能。后[章]者比较类似于飞机[来]在飞行过程中消耗[自]燃料、质量减少，[3]从而需要改变自动[2]驾驶的控制参数保[1]证飞行稳定的过程[克]。这两种机制并不[文]是互相排斥的，但[章]科学家想要梳理苍[来]蝇如何协调二者之[自]间的关系，从而更[3]深入地理解扑翼飞[2]行（像昆虫或鸟类[1]这样上下扑动翅膀[克]升空的飞行方式）[文]的机制。
在去年11月发表于《科学·进展》（Science Advances）上的一项研究中，科学家搭建了一个圆柱形的虚拟现实飞行场地，并在场地中央的顶部和底部放置了两块磁铁。研究人员在果蝇（D. melanogaster）胸部粘上了不锈钢针，并把它用钢绳束缚在两块磁铁之间，这样果蝇就只能在中间这个平面绕轴转动。场地周围的一圈屏幕可以为果蝇提供视觉刺激，从而测试果蝇的视神经反应。
为了研究翅膀损伤带来的影响，研究人员用微型剪刀沿着径向剪掉果蝇的一部分左翅作为实验组，而双翅完整的果蝇则作为对照组。通过100fps的高速摄像机捕捉果蝇运动，研究人员能够收集果蝇每只翅膀的扑动幅度、扑动频率以及腹部位置的调整。结果显示，单侧翅膀损伤会导致果蝇翅膀的扑动频率提升，这会导致空气阻力也随之提升。由此可见，果蝇会主动提升空气阻力，降低飞行速度，但能保证飞行的稳定。同时研究人员还观察到，果蝇为了弥补机翼损伤带来的扭矩不对称，会主动偏移调整自己腹部的位置，而这一过程也会影响果蝇的视觉响应。这项研究充分展现了苍蝇对翅膀损伤的适应性能力，这或许会对提升昆虫型机器人的容错能力具有重要意义。
或许下一次，当你被苍蝇激起怒火，却怎样都拍不到它时，想想这篇文章就不会再灰心丧气。毕竟数亿年的自然选择才让苍蝇进化到如今这幅模样。
