時(shí)間:2022-09-15 22:24:30 來(lái)源: 科普中國(guó)
明明關(guān)緊了門(mén)窗,卻還是會(huì)發(fā)現(xiàn)這種小飛蟲(chóng)
不僅如此,它身上還攜帶著一堆病原體。有科學(xué)家捉了一些蛾蚋,對(duì)它們進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)存在大腸桿菌和沙門(mén)氏菌。很明顯,蛾蚋與蚊子、蒼蠅一樣,對(duì)人類來(lái)說(shuō)是害蟲(chóng)。
(資料圖片僅供參考)
令人煩惱的是,只要關(guān)好門(mén)窗,蚊子和蒼蠅基本上就不會(huì)再飛進(jìn)來(lái)了,但蛾蚋不一樣,你的門(mén)窗關(guān)得再嚴(yán)都沒(méi)用,因?yàn)樗鼈兪菑南滤里w上來(lái)的。
如果不信的話,你可以在下水道上方貼上膠帶,過(guò)一天再取下來(lái),很可能會(huì)發(fā)現(xiàn)上面粘有蛾蚋。
為什么蛾蚋喜歡待在下水道里?
因?yàn)樵谙赐氲臅r(shí)候,各種細(xì)小的廚余垃圾會(huì)被沖進(jìn)下水道,這個(gè)過(guò)程中難免會(huì)有一些殘羹剩飯和一些有機(jī)物留在管壁,形成黏糊糊的“營(yíng)養(yǎng)薄膜”(biofilm),這就成了蛾蚋幼蟲(chóng)最好的食物。
而且蛾蚋的卵需要附著在濕潤(rùn)的表面上,下水道管壁的表面就成了最容易滋生蛾蚋的地方。通常來(lái)說(shuō),蛾蚋一次會(huì)產(chǎn)下 15 ~ 40 個(gè)卵,多的也會(huì)有上百個(gè)。
蛾蚋的卵是半透明的,而且很小,長(zhǎng)度一般不會(huì)超過(guò) 1 毫米。
蛾蚋的生長(zhǎng)周期
那問(wèn)題來(lái)了,我們沖水的時(shí)候
為什么不會(huì)把這些小飛蟲(chóng)沖下去?
一位科學(xué)家(Nathan B. Speirs)對(duì)這一現(xiàn)象很好奇,于是進(jìn)行了一些研究。但說(shuō)出來(lái)你可能不信,他的研究方向并不是昆蟲(chóng)學(xué),而是流體力學(xué)。
為了更好地了解蛾蚋的體表和毛發(fā)結(jié)構(gòu),在拿到實(shí)驗(yàn)樣本之后,他做的第一件事就是用電子顯微鏡檢查蛾蚋的形態(tài)特征。
在一次次放大電子顯微鏡鏡頭倍數(shù)后,蛾蚋翅膀的細(xì)節(jié)越來(lái)越清晰
通過(guò)一次次放大電子顯微鏡的鏡頭倍數(shù),我們可以清晰看到,蛾蚋翅膀上布滿了密密麻麻的倒鉤,每根倒鉤的間隔在 4.28 微米左右。在翅膀的邊緣處也有細(xì)細(xì)的絨毛,每根絨毛放大后還有倒刺的結(jié)構(gòu)。
在它們的腿毛上也可以發(fā)現(xiàn)同樣的倒刺結(jié)構(gòu)。
遍布蛾蚋身體的密密麻麻的倒刺有什么用呢?
可以肯定的是,倒刺不是用來(lái)防御潛在的捕食者的,因?yàn)槲⒚准?jí)的倒刺根本傷害不到誰(shuí)。
倒刺實(shí)際的作用在于讓蛾蚋體表產(chǎn)生超疏水性。疏水性和親水性相反,“親水”簡(jiǎn)單理解就是和水有親和力,相互吸引,“疏水”是指和水相互排斥。
荷葉出淤泥而不染的特性就是與荷葉上的疏水結(jié)構(gòu)有關(guān),這些疏水結(jié)構(gòu)具體來(lái)說(shuō),就是荷葉表面上大量的微米級(jí)蠟狀微乳狀液結(jié)構(gòu)。
另外,荷葉上還有很多的蠟狀細(xì)微管子。
正是荷葉上這些密密麻麻的微突結(jié)構(gòu),讓水滴在接觸到荷葉的一瞬間,幾乎呈球形,可以在各個(gè)方向上滾動(dòng),帶走荷葉表面的灰塵,卻不留下任何痕跡。
蛾蚋身上的那些微米級(jí)倒刺也是一樣的道理,不過(guò)光是有微突結(jié)構(gòu)還不夠,材料也得跟上才行。
疏水的材料表面有一個(gè)共性,就是低表面能。
如果一種材料的表面能很高,意味著它表面有較強(qiáng)的化學(xué)鍵,因此更容易吸引液體潤(rùn)濕表面,低表面能則不容易潤(rùn)濕表面,這就是低表面能材料疏水的原理。
蛾蚋體表細(xì)毛的成分主要是甲殼素,這種物質(zhì)有低表面能,因此有很強(qiáng)的的疏水性,只溶于特定溶劑。
經(jīng)過(guò)計(jì)算,蛾蚋體表的疏水結(jié)構(gòu)在碰到水后可以產(chǎn)生 175° 的接觸角,這不僅是疏水結(jié)構(gòu),還是超疏水結(jié)構(gòu)。
為了驗(yàn)證這點(diǎn),科學(xué)家做了兩個(gè)小實(shí)驗(yàn):
首先是將一滴水放到蛾蚋身上,可以看到產(chǎn)生了 175° 的接觸角,水不會(huì)沾在它身上,只會(huì)變成水滴滾落。
雖然蛾蚋體表疏水,但不疏油。前面說(shuō)了甲殼素溶于特定溶劑,所以第二個(gè)小實(shí)驗(yàn)是將一滴硅油放在蛾蚋身上,它會(huì)馬上浸潤(rùn)蛾蚋的身體。
這就是蛾蚋不怕水的原因,因?yàn)樗捏w表是超疏水結(jié)構(gòu)。
蛾蚋在面對(duì)水的時(shí)候 是不是完全無(wú)敵呢?
也不是完全無(wú)敵。
科學(xué)家用 3 種形態(tài)的水來(lái)沖擊蛾蚋。
第一種是水珠。如果用水珠連續(xù)滴蛾蚋的話,它們幾乎都可以保持身體干燥,并且從水滴撞擊的危險(xiǎn)處境下逃開(kāi)。
當(dāng)蛾蚋遇到水滴時(shí),不會(huì)有太大的壓力
第二種是水霧。水霧是由許多直徑小于 4.5 微米的水滴組成的,當(dāng)這些極小的水滴接觸到蛾蚋體表時(shí),對(duì)它們幾乎沒(méi)有太多影響,它們拍拍翅膀振開(kāi)水滴就飛走了。
水霧對(duì)蛾蚋幾乎沒(méi)有影響
第三種是水流。當(dāng)水流沖擊蛾蚋時(shí),在一瞬間會(huì)將其淹沒(méi),但它們很快就會(huì)浮到水面上逃走。但如果水流沖擊的時(shí)間足夠長(zhǎng),讓它們長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水里達(dá)到 5 個(gè)小時(shí)以上,就有可能把它們淹死。實(shí)驗(yàn)中科學(xué)家用 5 個(gè)小時(shí)的水流沖蛾蚋,結(jié)果 4 只中有 2 只被淹死了。
由此可見(jiàn),蛾蚋在面對(duì)各種形態(tài)的水體威脅時(shí),都具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。現(xiàn)實(shí)中,開(kāi)水龍頭沖水幾個(gè)小時(shí)不太現(xiàn)實(shí),這也是下水道管壁上的蛾蚋不會(huì)被沖走的原因。
怎么做才能根除這些小飛蟲(chóng)呢?
如果想要根除這些討厭的小飛蟲(chóng),就得除掉它們的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,也就是下水道管壁上的“營(yíng)養(yǎng)薄膜”。
對(duì)此,最簡(jiǎn)單的辦法是:先用刷子刮掉,然后用剛煮開(kāi)的沸水沖洗(每天倒入下水道 1 ~ 2 次,持續(xù) 1 周)。
最重要的是,一定要記得經(jīng)常清潔下水道,不要偷懶!
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