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飞蛾为什么要扑火(揭秘飞蛾扑火的真相)

每当夏天的夜晚,灯光亮起时,也就是夜行性昆虫活跃的时间。户外就不说了,即使在楼房里,多多少少也免不了有虫子绕着灯光起舞。 昆虫为什么喜欢灯光?我相信这样的问题,曾萦绕在每个孩子心头…

每当夏天的夜晚,灯光亮起时,也就是夜行性昆虫活跃的时间。户外就不说了,即使在楼房里,多多少少也免不了有虫子绕着灯光起舞。

昆虫为什么喜欢灯光?我相信这样的问题,曾萦绕在每个孩子心头。而通常,他们得到的回答会是:因为它们就喜欢灯光。或是:因为昆虫有趋光性。

是啊,从小时候对自然开始认知起,昆虫趋光的现象和特性就被牢牢印在脑海里。比如飞蛾扑火,就被认为是最好的证明,也是昆虫趋光性的实锤证据。

但是,如果这只是人类的一面之词呢?

今天不讲历史了,聊聊昆虫趋光这件事。

就从飞蛾扑火来说起。

让我们来仔细观察一下飞蛾扑火的飞行路线。不难发现,极少有飞蛾是直接扑向灯火的,它们的飞行路线东倒西歪,似乎完全没有规律可言。感觉,就像是一个喝醉酒的人在路上行走,在摇摇晃晃尽力避开面前那一盏路灯。

对这个事,有研究人员专门做过统计,将飞蛾扑火的飞行轨迹记录了下来,它是下面这个样子的:

您瞧瞧,可不是喝醉了酒吗?

如果飞蛾那么喜欢灯光,它们为啥不直接飞向光源,那不是更省力吗,何苦要绕来绕去呢?

这就牵涉到一个问题,飞蛾扑火,真的是因为趋光吗?

这个问题,可算得上千古奇冤了,昆虫们确实是被冤枉的。从人类的角度来说,将它们的行为总结为趋光性或许也没错。不过飞蛾们会有话说,它们扑向灯火,并不是因为喜欢灯光啊,而是人造光源的受害者。

此话怎讲呢,要从昆虫导航的本能说起。

我们知道,对大部分生物而言,光线都是最重要的导航方式。人类通过辨别太阳方位确定东南西北,动物们依靠日月星辰定位和行动。对于许多昆虫而言,同样如此。

不过,因为眼睛结构的不同,昆虫眼里的自然光和我们观察到的是不一样的。

要讲到这个,还要先提一下偏振光的概念。

对于人眼来说,来自天空的光线不管方向如何,我们能感受到的只有一个变量:强度,人眼是无法直接分辨头顶的光线来自何方的。对昆虫而言就不同,它们的复眼结构就类似于偏振片,就像一个筛子,只允许平行于偏振方向的振动通过,于是进入复眼的光线是具有一定振动方向的光,这就是昆虫依靠光线导航的本领。

再举个3D电影的例子,大家可能会更容易理解一点。

3D电影用两个摄像机同时拍下一个物体的两个画面,放映时把它们同时投映到银幕上。如果我们不戴3D眼镜,看银幕就会有重影,3D眼镜的镜片就相当于两个偏振片,它们分别与左右放像机的偏振方向相同。这样,两个画面分别通过两个眼镜观察,在观众脑海里就形成了立体化的影像。

昆虫就是戴上3D眼镜观察世界的生物,自然光赋予它们导航的能力。这可以追溯到寒武纪时期出现有眼睛的生物起。从生物出现眼睛开始,这个感光器官就指引着它们通过光源来给自己的行动导航。眼睛的出现是如此重要,以至有科学家把进化出眼睛认为是寒武纪生命大爆发的原因。

比如著名的三叶虫,它已进化出了六边形的复眼,能通过感受天空的偏振光来辨别方向。

后来,昆虫们进化出了更加复杂的眼睛。蜜蜂有三只单眼和两只复眼,每只复眼里有6300个小眼,这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳方位,然后以太阳为定向来判断方向。所以蜜蜂在野外找到花丛后,能准确无误地把它们的同伴带到找到的那一簇花丛。

对于昆虫的导航问题,科学家还专门研究过帝王蝶的迁徙来作为研究,得出的结论也是如此,这群小昆虫能完成上千公里的迁徙,依靠的就是天空的偏振光。

人类早就认识到了偏振光的现象,虽然人眼不能分辨偏振光,但并不等于不能利用偏振光。

在维京人称霸北欧的时候,指南针并没有被引入,他们在茫茫大海上保持航向,利用的就是偏振光。维京人利用被称为太阳石的方解石辨识方向,它实际上是晶体的碳酸钙,由于其特殊的晶体结构,能把自然光分解为两道偏振光。所以,维京人能利用阳光来确定方向,即使看不到太阳,太阳石也能提供大概的方向,让他们不至于偏航。

在美剧《维京传奇》中也有这些细节,维京人利用这种技术远航在北大西洋上,并成为了最早抵达北美洲的欧洲人。

如此也解释了昆虫为什么不直接飞向日月星辰,它们只是通过综合参考自然光的方位和天空光的偏振来进行导航而已。飞向太阳?有病吧!智商正常的虫子没有一只会有这个想法。

好了,弄清楚了导航问题,我们也就大概能清楚昆虫为什么喜欢追逐光源,对昆虫而言这并不是因为趋光性,而是因为依靠光源导航的本能。

昆虫依靠这种方式进行了数亿年的导航,日月星辰没啥变化,从来也没出过什么篓子。

直到,人类学会了用火。

火光通常在夜晚被点亮,在一定范围内它们比自然光源近得多,在距离够近的情况下,强度也是自然光不能比的。更强烈的刺激下,昆虫上亿年的本能,就会驱使它们误将比天体距离近得多的火光当作参照物来进行导航。

与自然光源不同的是,因为距离极近,人造光源无法为昆虫正确导航,它们呈现的是中心放射状。这和自然光源有本质不同——距离极远的自然光源到达地面时已经接近平行光。

所以昆虫们就悲剧了,还拿蛾子来说,从它复杂的,醉酒般的飞行轨迹可以看出,它们恰好不是因为趋光,而是正相反。蛾子自然以为按照与光线的固定夹角飞行还是在飞直线,结果飞着飞着发现不对,它们不断调整飞行角度,避免撞上灯光。但本能的作用是无法抗拒的,就像我看到地上有一张一百元,一定会想去捡一样。蛾子的本能驱使它直线飞向灯光,但它的大脑是抗拒的,大脑发现问题所在:啊不对啊,我不能这么飞啊!该死,得调整角度才行!

就在这样思想与本能强烈的斗争下,蛾子飞出了自己也不知道是什么鬼的路线,最后它还是一步步扑火而去,舍身成仁了。

这就是飞蛾扑火的真相。

这个道理,还能通过在南北磁极使用指南针的例子来得到证实。在地球南北极,指南针并不会指向我们想要的正南正北。由于距离磁极很近,它会指向附近的磁极点。这就跟人造光源的放射状波形类似,磁力线以磁极为中心放射,我们如果在南极跟着指南针走,就会像蛾子一样走出螺旋形的轨迹,最后到达磁极。

人类可以不用指南针,蛾子可没那么多选择。如果灯灭了,它也就恢复正常了,如果灯常亮,它就只能那样徒劳无功地螺旋形飞向灯火。

人类将昆虫的这种行为称为正趋光性。蛾子要是知道了,内心会是崩溃的:趋光?趋光我咋不向太阳飞,向月亮飞呢?亮瞎眼不说,会被烤焦的好不好!

当然,也不是所有昆虫都会奔向光源,看到光源反而会远离的也不少,比如让我们痛恨的蟑螂,相应的,这被称为昆虫的负趋光性。出现如此差别的原因,被认为是像蚂蚁、蟑螂这类昆虫不依靠光源导航有关,蚂蚁可以依靠太阳定向,但它们认路主要通过触角和嗅觉来进行气味导航。蟑螂就更厉害了,最新的研究发现,蟑螂具有类似哺乳动物的导航能力,它的头部有一个“内置GPS”,可在周围环境中导航,并发现新的寄生地点。

而蜜蜂、金龟子、飞蛾这些依靠光线导航的昆虫就没这么幸运了。如果要昆虫们来说,它们就是人类制造出光污染的受害者,仅此而已。

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