老生常谈,飞蛾扑火。
而飞蛾的这种诡异行为,早就有被人类熬成了一碗浓浓的鸡汤。
这一般指舍生取义的精神,又或是被致命的事物吸引,无法自拔。
但世界万物都是惜命的。
求生的意识早就写进了基因里,已经成了一种本能。

尽管在现实生活中,我们经常能看到飞蛾们前赴后继地赴死。
但飞蛾根本就不会产生了结自我的念头,自杀也就无从谈起了。

这对于它们寻找食物、与异性交配和搜寻产卵场所等活动,都有着一定的指导意义。
当然,昆虫的趋光行为也常常被人类利用。
一些光源性的诱虫器,很多都有针对昆虫的趋光行为。

但是,昆虫趋光行为背后的意义,可比想象中要复杂一些。
以飞蛾为例,人类到现在都还搞懂它们为什么会扑火。
很多昆虫都是夜行的,因为它们的天敌鸟类大多是白天干活的。
它们选择晚上活跃,就可以避免那些早起的鸟儿了。
那么,既然选择了晚上行动,它们为什么还要拼死地扑向光源?

漆黑的夜里,它们需要依靠微弱的大自然光源来导航。
在人类出现之前,夜晚最主要的光来基本上都来自于天上的月亮和星星。
为了保证航线的稳定,他们会寻找一个远方的光源做参照物。
而那些会发光的天体,就像一个罗盘,指引着它们飞行。

确实,夜行性昆虫的夜视能力是很强大的。
复眼是昆虫的主要视觉器官,一般由许多独立的小眼组成。
由于昼夜不同的光照环境,夜行性昆虫和昼行性昆虫的复眼结构也有所差异。
昼行性昆虫的复眼主要为并列型象眼,每个小眼的光感受器仅接收入射到该小眼的光线。

而夜行性昆虫则不同,主要为重叠型象眼。
由于拥有强大的折射率径向梯度,这种晶状体可以让入射到数百个小眼上的光线,聚集到视网膜上的单个光感受器。
这使夜行性昆虫的夜视能力得到了大幅的提升。
拿我们今天的主角扑棱蛾子来说,只要有一丝微光它们就能捕抓到,以摸清自己的航线。

只是后来人造光源的出现,使飞蛾发生了混乱,纷纷扑火寻死。
而这也叫做“光定向行为假说”,解释看来是合情合理啊。
那么将问题反过来,既然飞蛾会扑火,为什么在晚上它们不会齐刷刷地飞向月亮?

那就是,飞蛾并非全都笔直地撞向光源,而是绕着圈螺旋式地向光源靠近。
于是,我们可以得到的飞蛾扑火轨道,就成了一个个螺旋。
所以更准确的说,飞蛾并非扑火而是绕火。

其实飞蛾以天体作为参考点,是一种横向导航定位。
因为挂在天边的星星和月亮,都是一种极远的光源。
所以这些光到达地球后,就已经可以看作是互相平行的光线了。

而飞蛾的正常飞行,正是以这些互相平行的光线作参照的。
它们只需要与入射光线按固定的夹角飞行,就能保证航线是一直向前的。
但人造光源出现后,情况就不一样了。
相对月亮和星星来说,人造光源都属于近处光源,因此光线是从一点呈发射状的。

以街边的路灯为例,并想象有一只飞蛾刚好从较远处看到这一光源。
当飞蛾以为路灯就是月亮时,它就会试图以与光线呈45°的夹角飞行。
因为路灯光线并非平行光线,所以飞蛾越是固定这一夹角飞行,轨道就越向内弯曲。
于是,飞蛾的轨道便形成了一个等角螺旋。

在坐标系中,等角螺线的螺线和射线之间的夹角就始终是一个固定值。
而飞蛾也随着这个螺旋轨道,盘旋着逐渐逼近路灯,最后直接与路灯撞个满怀。
早在公元1638年,著名数学家笛卡尔就首先描述了等角螺旋线以及给出了它的解析式。
因为方程中出现了指数函数,所以等角螺旋线也被叫作对数螺旋线。

他发现等角螺旋线作各种变换时,例如求渐屈线、求垂组曲线、等比例放大等,所得的曲线仍然是原先的等角螺旋线。
对于这一特性,伯努利感到惊奇。
他甚至还将等角螺旋线刻在自己的墓碑上,并留下这样的墓志铭。
“Eadem mutata resurgo.”,意为“纵然改变,依旧故我”。

正是因为这种放大后还能与自己重合的特性(也叫自相似性),等角螺旋还有一个名字也叫生长螺旋。
除了飞蛾扑火的轨道之外,还存在着许多类似于等角螺旋的自然现象。
自然界最常见的等角螺旋,当属各种螺旋状的贝壳。

而鹦鹉螺这种古老的生物,早就与等角螺旋线签订了契约。
剖开鹦鹉螺壳,我们就能看到一个等角螺旋。
因为等角螺旋的自相似性,这便能满足贝壳内的软组织以固定的形状缓慢成长了。

另外,植物们的生长也同样受到等角螺旋的影响。
例如在菊花、向日葵、车前草的花、种子和叶片的排列结构上都能发现等角螺旋的影子。
所以说,飞蛾扑火与大自然偏爱等角螺旋也总是让人津津乐道。

不过,说到这里飞蛾的扑火之旅还未算真正结束。
因为昆虫趋光行为繁纷复杂,到目前还未有定论。
回到飞蛾身上。确实,早在上世纪就科学家就记录到,有月亮的情况下,蛾总是沿着直线飞行的。但若月亮被遮住,它们的飞行轨迹就会发生改变。
而且,飞蛾总是对那些与月亮保持着相同的相对方位的灯,才会改变方向。
例如,灯在距离地面0.6米高时,蛾在3米内才会被吸引。
但若同一盏灯放在9米高处,蛾在15到17米外就会被吸引。
因为在这个视角看上去,灯的大小看上去与月亮的大小才是一样的。
视觉上,街灯与月亮的大小是一样的
但许多室内实验却表明,昆虫对特定波长的单一光源就有很强的趋性。
这个实验结果,与前面的“光定位假说”是相悖的。
所以有科学家提出,昆虫趋光是因为误把光源当作求偶对象了。
在自然界中,就存在着雄性追逐雌性完成交配这一普遍规律。
日落后,雄虫会开始寻找释放性信息素的雌性。
法布尔
然而,早在《昆虫记》中,法布尔就曾记载了这么一个让人困惑的现象。
如果雌蛾和灯火放在同一个房间,绝大多数的雄蛾仍会被灯光吸引,并无视雌蛾的存在。
但面前就是雌蛾了,雄蛾究竟还想赶路去哪呢?
光定位假说,无法解释这一现象。

而与此同时,人造光源就刚好发出这一特定波长,且是强度更大的光。
所以,这让雄蛾以为这人造光源才是自己要处的对象,义无反顾地朝该方向奔去。
此外,昆虫中的趋光行为的性别差异现象也是极为明显的。
所以说,飞蛾扑火还真有可能是为了爱情。

原因是夜行性的飞蛾,在白天有太阳光的时候并不会出来活动。
在这种节律调解下,它们在白天会进入静息状态,因而对光并不敏感。
但在晚上出来活动时,昆虫却突然与强烈的光源相遇,复眼一时无法适应而陷入生理应激。

有的甚至还未扑灯,它们就已经直接眩晕后跌落灯旁开始抽搐了。
而这也解释了,为什么夏日路灯下总有这么多昆虫尸体。

基本上,每一种生物都会因人类的出现,而发生翻天翻天覆地的变化。
而飞蛾的噩运,则是在40万年前人类学会用火开始的。
然而这么多年来,飞蛾还未学会如何避开人造光源。
在这点上,飞蛾扑火确实还能用来形容不懂得变通。
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