雨中蜻蜓(为什么现在下雨天也少有蜻蜓了?)

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雨中蜻蜓(为什么现在下雨天也少有蜻蜓了?)

撰文七君

大家可能注意到了,小时候(我说的是我小时候也是你小时候)下雨前后会有很多蜻蜓,但是现在城市里蜻蜓比拟少见,哪怕是下雨也带不出几只。蜻蜓作为环境指导生物,在全世界的数目都在降低。

栖息地的减少和污染固然是导致蜻蜓数目降低的主要因素,但另一大因素说出来你可能不信,那就是玻璃窗、马路和汽车。

蜻蜓的童年是在水里渡过的,它们的爹妈也是在水上高难度比爱心生baby的,所以它们最中意的就是水景房。

呂宋灰蜻(Orthetrum luzonicum)比爱心。图片起源:wikipedia

人类是靠眼睛找水,蜻蜓也差不多,但是它们依附的是光的特别性质:偏振光。

光在流传的时候,还有这样和流传方向垂直的振动——

阳光相当于动图左边,是各种偏振光的大杂烩,没有显著的偏振。但是阳光照耀到水面后的反射光往往是程度偏振光。蜻蜓就是依附程度偏振光找到水源的,因为在人类涌现前的世界,能发生程度偏振光真的就只有水而已。

依据依据菲涅耳方程,去极化的光(如阳光)照耀到程度面上,反射光是程度方向的线偏振光。

所以,在演变的进程中,程度偏振光是蜻蜓最信任的学区房标记了。除了蜻蜓,大部分水生昆虫,如蜉蝣、石蛾、虻、龙虱也是应用程度偏振光找水源的。

柏油路面和汽车吸引了大批蜉蝣群集,蜉蝣寿命很短,只有几日甚至几小时,成虫集体交配然后逝世亡。图片起源:(DOI)10.1093/beheco/arx081

但是人类来了以后一切都不一样了。工业文明后涌现了越来越多能够发生偏振光的人造物,比如太阳能板、玻璃墙面、汽车玻璃、柏油路面,还有程度的黑色墓碑。

更惨的是,水生昆虫爱好高偏振度,也就是偏振光占比比拟高的光,因为偏振度和水深以及浑浊水平有关。浅水的偏振度比拟小,高度偏振的程度偏振光标记着深水。

和人造物的偏振度相比,自然水体的偏振度很低。自然水体能使30-80%的反射光成为程度偏振光,但是人造物可以使95-100%的反射光变成偏振光,也就是说偏振度可以到达95-100%。

越黑滑的表面,偏振度越高,这被称为乌诺夫效应(Umow effect)。大家可以看到,几种典范的人造物的偏振度比小水塘的更大——

不同人造物表面和自然水体(a)的偏振度的比较,色彩越深表现偏振度越大。图片起源:(doi)10.1890/080129

因此,黑滑平的人造材质也更吸引水生昆虫。蜻蜓很容易受到柏油路、黑色塑料大棚、深色汽车、深色墓碑、深色玻璃以及太阳能板发出的程度偏振光的影响,趴到上面嘿嘿嘿,最终逐渐走向灭门。

2006年,长期关注偏振光的生物影响的匈牙利罗兰大学的昆虫学家 Gyorgy Kriska 同事发明,黑色和红色的汽车对某些蜻蜓特殊有吸引力,雄蜻蜓在上面霸坑,雌蜻蜓在上面产卵。最终你家黑色轿车顶变成了蜻蜓一家的祠堂。

当然,被人造偏振光困惑的不仅有水生昆虫,一些脊椎动物,比如棕硬尾鸭(Oxyura jamaicensis)、普通潜鸟(Gavia immer)、褐鹈鹕(Pelecanus occidentalis)等水鸟也常被发明在柏油路、停车场上一脸问号地瞎晃。

说几个有名的偏振光连环屠场。

加州洛杉矶有个叫做拉布雷亚沥青坑(Rancho La Brea)的自然地标。这个处所有天然的沥青,程度沥青反射的完善程度偏振光困惑了从昆虫到鸟类的大批动物。这些动物受到程度偏振光的诱惑纷纭前来赴逝世,它们的尸体掉在黑乎乎的沥青坑里,又吸引了其他掠食者和食腐动物,形成了一个逝世亡食物链。

拉布雷亚沥青坑 图片起源:wikipedia

和沥青坑相似,1996年发表在Nature上的一篇论文发明,科威特的石油湖也成了昆虫的逝世亡基地。

依附偏振光寻找水源的昆虫常常陷入人造偏振光的陷阱。a是放弃石油坑洞表面的蜉蝣,b是黑色塑料大棚上的蜉蝣,c是玻璃窗表面的石蛾,d是黑色墓碑上的蜻蜓,e是红色汽车顶上的龙虱,f是在柏油路上产卵的石蝇。图片起源:(doi)10.1890/080129

更更更惨的是,蜻蜓的领地意识贼强,它们巡山过后总是回到同一个地点定住。

蜻蜓认为黑色墓碑不错以后,就会常回碑具看看,2007年专注于偏振光研讨的匈牙利生物学家 GBOR HORVTH 这样记载下了蜻蜓科的生物们对黑色墓碑的执迷不悟。后来生物学家不得不造了一个名词出来描写生物对又黑又滑的物体的留恋——偏振约束效应(polarization captivity effect)。

你要说蜻蜓笨吧,还真不是,人家精了几亿年了。

蜻蜓涌现在3.2亿年前的石炭纪,比人类的历史长80倍。那个时候地球上有许多巨型的节肢动物,蜻蜓老祖的翼展也到达了70厘米。

位于法国国立自然史博物馆的巨脉百思特网蜻蜓(Meganeura monyi)标本,巨脉蜻蜓是3亿年前的一种巨型昆虫,和现代蜻蜓有亲缘关系。图片起源:wikipedia

也就是说,在恐龙涌现前,蜻蜓就存在一亿年了,什么厉害的大只佬没见过啊。而且依据化石,几亿年来,蜻蜓的相貌没有什么变更,在人类涌现前它们的身材是一种颇为胜利的设计。

但是这样的设计,却在最近的几百年里不灵了。这种没有方法迅速适应环境变更,本来的胜利生存策略惨变屠杀工具的情形,叫做演变陷阱(evolutionary trap)。

虽然我们现在还不肯定人造偏振光是否能让一个物种灭绝,但蒙大拿大学的生物学家 Bruce A. Robertson 和 Richard L. Hutto 在2006年发表在Ecology上的一篇论文中提出,程度偏振光对水活(原创版权www.isoyu.com)泼物的吸引力是资料最为翔实有力的生态陷阱。因此在近10年里,偏振光污染成了生态学中的一个主要课题。

我知道你在想什么。既然偏振光是水生昆虫杀手,那能不能用它来灭蚊呢?

刚才我们说,虽然大多数在水里产卵的昆虫都依附程度偏振光,但埃及伊蚊(Aedes aegypti),也就是花蚊子是唯一一个(令人瘙痒的)例外。蚊子会用气息和水蒸气等线索找“产”地,所百思特网以偏振光对它们的用途并不大。

小蜻蜓对又黑又滑会发出偏振光的百思特网人造物猖狂上瘾到无法自拔不意外啊,某两脚兽不也是吗?