蚊子是吸血的、传播疾病的、令人讨厌的昆虫。它们也是令人着迷的空气动力学谜团。
它们的飞行行为，简单来说，很奇怪。它们的翅膀扫掠角度非常浅，仅覆盖44度——蜜蜂，也被认为是低角度飞行者，翅膀摆动角度约为80度。蚊子扇动翅膀的频率也极高，每秒拍打翅膀约800次。
但这种奇怪的拍打如何转化为飞行？周三发表在《自然》杂志上的一篇论文给出了一些答案。
“物体越小，它们倾向于扇动得越快，”该论文的首席作者Richard Bomphrey说。鸟类扇动翅膀的频率低于昆虫，昆虫越小，频率越高。但即便如此，仅从体型上看，蚊子应该只以每秒约200次的频率扇动。但实际上，它大约是这个速度的4倍。
高频率和浅角度意味着它们不像飞机那样依靠长跑道和宽大的稳定翅膀来产生升力来起飞。那么蚊子使用的是什么空气动力学定律呢？
Bomphrey和他的同事使用了高速摄像机以每秒10,000帧的速度拍摄蚊子飞行。
例如，这段视频显示了一只蚊子以正常速度的667倍慢速飞行。
这些视频，结合计算机建模和激光测量蚊子飞行时的气流，有助于说明蚊子充分利用了它们短促、浅角度的翅膀拍打产生的全部能量。
与其他昆虫（包括并不那么符合空气动力学的熊蜂）一样，蚊子也利用了前缘涡。这意味着它们在翅膀向下拍打时，会在翅膀的前缘产生一个微型龙卷风。涡流中心的低压有助于产生升力，因此当蚊子扇动翅膀时，低压可以开始抬升并移动蚊子的身体。
但仅仅依靠前缘涡不足以解释蚊子如何飞行。实际上，蚊子利用了拍打动作的每一个部分来帮助它们保持在空中。
在视频录像和计算机模型中，Bomphrey发现，当蚊子在拍打过程中旋转翅膀时，它们能够通过一种称为旋转阻力的机制来支撑自己的体重。
最后，当蚊子将翅膀向上抬起时，它们会回收在翅膀冲程开始时产生的尾流，以一种方式保持翅膀，使空气流过翅膀的运动在翅膀的后部产生更多的涡流，这些被称为后缘涡。
“它有点像一个风力涡轮机，”Bomphrey说，并指出蚊子如何试图利用它能获得的所有能量。“尾流中的能量否则就会损失掉，”他补充道。
但为什么蚊子进化出了这种仍然耗能的飞行方式，而不是一开始就以更有效率的方式飞行呢？
这是一个研究人员仍在努力解开的谜题。2009年《科学》杂志上一篇文章提出的一个可能的答案，指向了蚊子发出的那种令人讨厌的嗡嗡声。
正是高频率的拍打产生了所有这些嗡嗡声——就像乐器上的振动弦一样——而雄蚊和雌蚊的嗡嗡声频率往往不同，因此高频拍打可能作为一种悦耳的特征被性选择，随着生物体的进化。下次当你想要拍死那个恼人嗡嗡声的来源时，这确实值得思考。
