相信许多人都观察到过,昆虫会在夜间不规则地盘旋在灯的周围。其实,在很久以前,人们就开始利用人造光来捕捉昆虫,对此的最早文字记录甚至可以追溯到公元1年左右的罗马帝国。在艺术、音乐和文学中,“飞蛾扑火”是“危险但不可抗拒的吸引力”的永恒隐喻。与此同时,它也是一个古老的科学迷思:为什么这些可以在夜间快速、精确地飞行的动物,不去寻找食物或躲避捕食者,而是要无助地、飘忽不定地绕着光源飞行呢?
在一项新发表于《自然·通讯》杂志的论文中,一组研究人员利用高分辨率的运动捕捉技术,重建了昆虫在人造光周围飞行的运动,为这个古老的谜题找到了答案。为了解释这一现象,人们提出过许多理论,但由于缺乏三维的飞行数据,这些理论并没有得到证实,因此产生这种奇怪行为的背后原因一直没有被解开。一种早期的说法认为,这些昆虫可能被光源的热辐射所吸引。另一种流行的观点是,昆虫是通过一种逃避机制被光吸引的。
还有一种观点认为,许多昆虫把月亮当作导航的罗盘,它们在夜间会以月亮作为参照来确定它们的路线,因此可能将附近的光线误认为月亮。
找到这个问题的确切答案之所以如此困难,是因为检验这些理论所需的运动学数据极其稀缺。在新研究中,一个国际研究团队在帝国理工学院的实验室和哥斯达黎加的两个野外实验地,拍摄了10种不同的昆虫在人造光周围的高分辨率飞行轨迹和身体姿势。结果发现,这些昆虫的飞行模式与任何现有的模型都不相符。他们观察到,大多数昆虫在飞行时始终背对着灯光。这是一种已知的被称为背光反应的现象,它使昆虫的背侧维持在最亮的视觉区域。
虽然夜间的光会伤害一些动物,比如会把候鸟引到城市地区,但大型动物似乎并不会因此失去它们的垂直定向。研究人员认为,这可能与它们的体型小有关。昆虫只有很小的感觉结构。特别是当它们快速飞行时,加速度所能提供的关于哪个方向是向下的指示非常乱。于是,它们只能寄希望于明亮的天空。随着新技术的普及,遍布夜空的灯光正以前所未有的速度扩散。昆虫并不是唯一受人造光影响的生物。
光污染也扰乱其他动物、植物和人类的昼夜节律以及生理过程,造成严重的健康后果。