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当蚊子遇上高科技,道高一尺还是魔高一丈

2015年8月14日


 

    每到夏天,人们除了设法躲避炎热,研究最多的问题莫过于驱蚊了。在实际操作中,驱蚊这个问题其实包含两个方面,一是避蚊,有纱窗、蚊帐可供选择;二是驱蚊,传统的有蚊香、花露水等。进入21世纪,随着科学的不断发展,在驱蚊方面还出现了一大波新手段,其中尤以超声驱蚊为代表。

    超声驱蚊好梦难圆

    超声驱蚊在国际上有两大技术流派。

    一是模仿雄蚊的声波。认为雌蚊必须吸取人畜血液才能孕育产卵,雄蚊子会不断发出求偶的声波,但已经受孕的雌蚊因为不想重复受孕,便会竭力回避雄蚊。驱蚊器利用这个原理,模拟雄蚊飞行时震动翅膀所发出声音的频率来吓走雌蚊达到驱蚊效果。事实上,雌蚊虽然一次正常交配后受精囊内储存的精子就足够其一生所用,但这并不意味着所有种类的蚊子的雌性都会拒绝多次交配。所以,这个理论很难成立。况且,蚊子翅膀震动频率约在每秒250到1000次,其声波频率范围也在此之间。蚊子翅膀震动的频率与品种有关,差异较大。所以,即使某一频段的声波确实能驱除某种蚊子,也不可能对所有的蚊子有效。

    二是模仿蝙蝠的声波。众所周知,蝙蝠会利用超声波定位猎物。有的昆虫为了抵御蝙蝠的捕食,进化出能够识别超声波的器官,在听到蝙蝠的声音后就能够逃开。但是,这种产品虽然在原理上说得通,但是在西方严谨的试验体系下,还是很快被PASS掉。曾有科学家作过一系列试验,评价了频率为2~60 kHz、谐波峰为4~68 kHz的11 种超声波驱蚊器在不同距离对埃及伊蚊、尖音库蚊、四斑按蚊、白纹伊蚊和趋血蚊等雌蚊的驱避效果,结果发现在野外和实验室条件下,测试产品没有一种能成功阻止这些蚊虫的叮咬。假设那些模仿蝙蝠超声波的电子驱蚊器真的有效,而蝙蝠发出的声波频率至少在10kHZ以上,甚至能高于100kHZ,对人体来说,长时间超大剂量的超声波有可能会对人体细胞造成损伤。人们在运用超声波时,也都需要严格的控制强度,以保证安全。

    蚊子如何找到我们

    长期以来,人们观察到,有的人会被蚊群层层包围,身边的另外一些人却相对安全。美国的一项研究中甚至量化地观察到,约20%的人相对于其他80%幸运儿而言更吸引蚊子叮咬。其中的原因是多层次多因素的,概括起来,蚊子找到我们主要分为三步:

    一、嗅觉。人体可以产生约500种挥发性化学物质,这些物质可以通过外界风向、人体移动和呼吸气流形成羽毛样小的气流被蚊子感受到。目前已经被研究所涉及到的具体物质多达十几种,以二氧化碳和汗液为主。研究发现,蚊子的下颚器通过受体可以感受到人体呼出的二氧化碳形成的羽流,甚至可以在高达50米的距离之外就可以检测的到。而人体的汗液中含有多种挥发性化学物质,可以吸引蚊子的注意力,有的是体表细菌分解汗液中的化合物产生,有的是汗腺直接分泌的结果。其中乳酸、尿酸和辛烯醇等物质已经被纳入研究。

    二、视觉。在相对近距离,视力可及范围内,蚊子通过视觉途径更趋近于攻击黑色物质。因此,防蚊最好是穿着浅色,如白色或粉彩长袖衣服,避免黑色和深蓝色短袖衣服。

    三、温度。在更近的距离,蚊子可以通过温度感受系统感知并最终能够锁定具有发热和湿润特征的物体。

    所以,一只蚊子追踪远距离目标首先依赖的是灵敏的嗅觉。它们在10米甚至50米以外就能够感受到人或者动物呼出的二氧化碳在空气中形成的羽流,并直线飞扑向其来源。在飞翔过程中一旦失去二氧化碳羽流信息,蚊子则转为“无头苍蝇式的”折线逡巡,一旦再次捕捉到这种信号则重新直线飞向目标。接近目标达到视力可及的距离,蚊子开始起用眼睛来寻找目标,从而可以更加近距离的接近目标,直到可以感受到宿主作为生命体的其他信息,包括温度、湿润度和皮肤散发的气味。如果发现目标不具备这些条件,并非自己追踪的真正目标,就会放弃并开始通过感受空气中的二氧化碳羽流来寻找下一个目标。最终,蚊子追踪到所要寻找的生命体宿主,锁定目标后降落并将自己的口吻刺入宿主皮肤开始美餐。

    由于蚊子需要吸食一定量血液才能获取所需要的蛋白质,因此需要持续吸血足够长的时间。期间如果被发现和驱赶,蚊子会警觉地飞离,但由于你已经被锁定,它会持续围绕你飞翔寻找下一次攻击机会。

    同时,蚊子为了防止吸血过程中宿主血液凝固而不能吸取到足够血液,蚊子还会向宿主释放一种具有抗凝血功能的蛋白酶。这种具有异体抗原性的蛋白酶能引发宿主过敏反应,这就是我们被叮咬后会局部会瘙痒,甚至发生全身过敏反应的原因。 布朗运动

    布朗运动带来启示

    1827年,苏格兰植物学家罗伯特•布朗发现水中的花粉及其它悬浮的微小颗粒不停地作不规则的曲线运动,称为布朗运动。人们长期都不知道其中的原理。50年后,德耳索提出这些微小颗粒是受到周围分子的不平衡的碰撞而导致的运动。后来得到爱因斯坦的研究的证明。布朗运动也就成为分子运动论和统计力学发展的基础。不只是花粉和小炭粒,对于液体中各种不同的悬浮微粒,都可以观察到布朗运动。布朗运动可在气体和液体中进行。

    布朗运动告诉了我们,气体在空气中是如何进行传播的。此外,布朗运动本身具有一个很显著的特点,就是温度越高运动越明显。温度越高,液体分子的运动越剧烈,分子撞击颗粒时对颗粒的撞击力越大,因而同一瞬间来自各个不同方向的液体分子对颗粒撞击力越大,小颗粒的运动状态改变越快,故温度越高,布朗运动越明显。

    结合上面提到的驱蚊避蚊,既然驱蚊除了传统方式之外,在高科技方面暂时难以取得进展,那么布朗定律关于温度的这一条,应该可以给我们以新的启发。通过控制温度,从而控制人的体味在空气中的传播速度和扩散面,应该成为未来人类高科技与蚊子的宿命对决中一种有效的防卫手段。

    福利:两类驱蚊大全

    日常驱蚊

    首选是蚊帐:夏季为幼儿防蚊,应尽量使用蚊帐。

    其次捕蚊灯:捕蚊灯对于夜间活动的蚊虫效果不错。

    台扇:蚊子晚上趋光,故家中关掉所有的灯后使用有指示灯的台扇并大角度摇摆,扇叶会打死许多蚊子。

    熏烟:在房间内,用一些木屑,最好是有芳香味的木屑,放在铁罐里,在木屑上放几块烧红的炭,再放一些干的柑桔、橙或柚子皮在面上,燃烧后会散发出十分强烈的气味,蚊子闻到就会“退避三舍”。

    桔红玻璃纸:用透光性强的桔红玻璃纸套在60瓦的灯泡上,蚊子会四处逃散。

    花露水:除了驱蚊功效外,有些花露水中含有中草药成分的“六神原液”,在盛夏有清凉、去痱、避暑等功能,可谓“一物多用”。尤其适合儿童使用。

    花草:七里香、食虫草、逐蝇梅、驱蚊草、夜来香、万寿菊、茉莉花、薄荷等。这些花草不但驱蚊效果好,而且经济易行,对人体无任何伤害。还可以为房间增加美感,净化空气,摆在窗边,赏心悦目,特别是炎热夏天会令人神清气爽,心旷神怡。

    脑洞大开驱蚊

    一、在床下点堆干草;二、在身上纹只壁虎;三、抓只活蚊子杀之并残忍将它肢解,全程录像,在床头24小时不间断播放;四、弄一碗鸡血,旁边写上“已消毒,请放心饮用”;五、和蚊子促膝长谈,晓之以理,动之以情,感化它。