昆虫为何趋光？
昆虫为何趋光？
夏天的夜晚，我们经常会看到成群的小昆虫在路灯下飞舞。但昆虫为什么喜欢聚集在灯下呢？这个问题一直困扰着人们。最近，英国伦敦帝国学院的研究人员通过高速摄像机和动作捕捉器，揭示了昆虫在灯光下的真实行为，并解释了这种行为背后的生物学原理。
三种流行的解释
关于这个问题，教科书上只告诉我们，昆虫具有趋光性。至于“昆虫为什么会进化出这种趋光性”或者“趋光性对昆虫有什么用”，得去请教昆虫学家。他们给出的解释，主要有以下三种。
解释1：昆虫通常生活在草丛或灌木丛中。那些地方环境闭塞，光线黯淡。当它们遇到敌害时，有亮光的地方往往指示着逃生的出口。
解释2：许多昆虫在夜间飞行的时候，需要借助月光导航。于是，当人造灯光亮过月光时，前者就被它们误认作了月光。
解释3：昆虫是冷血动物，夜间需要热量来暖和身子；而人工光源在照明的同时，会发出热量，所以吸引了夜间的昆虫。
但这些解释各有问题：昆虫很少直接飞向灯光的事实，排除了解释1。一些在白天活动、因此不需要借助月光导航的昆虫，夜间也会飞向灯光，这对解释2不利；解释2还预测，昆虫会以螺旋形的方式飞向灯光，这与实际观察到的不符。有很多研究表明，昆虫也并非被灯光的热量所吸引，这也否定了解释3。
灯光困住了过路的昆虫
为了找出真正的原因，英国伦敦帝国学院的塞缪尔·法比安和他的同事用高速摄像机拍摄了昆虫在灯光周围的情况。他们还在一个围起来的封闭空间，使用动作捕捉器，追踪蜻蜓和飞蛾等昆虫的精确动作。
他们发现，昆虫在灯泡周围，主要有三种行为：第一种，围绕灯泡转圈；第二种，半抬着身子，向上倾斜着飞行，进入失速状态（因仰角太大，导致升力不足），最后失去控制，掉下来。第三种，当它们飞到灯泡上方时，会把身子翻过来，试图倒着飞，最后跌落下来。
不过，慢镜头显示，三种行为有个共同点，即昆虫总是试图让其背部对准灯光。法比安认为，这是灯光触发了昆虫的背光反应。
所谓背光反应，是指动物在运动时，总是试图让自己的背朝向光源。这一反应存在于一些鱼类和许多昆虫中，是它们了解哪个方向是“上方”并保持身体直立的捷径。所依赖的事实是：在自然条件下，在白天，顶上的天空是最亮的；即使在夜间，视野中最亮的通常也是上面的天空。
当夜间有灯光，且亮度超过自然光源时，这种本能促使昆虫把背朝向了灯光。在一个简单的计算机模拟中，研究人员发现，给予虚拟昆虫背光反应，它们也会翻转、失速和绕圈，正如真实的昆虫在录像中表现出来的那样。
不过，考虑到昆虫分辨上下的方式不止这一种，不同的物种对背光反应的依赖程度不同。例如，夹竹桃鹰蛾和果蝇在灯光附近就并不翻转或绕圈。
保护昆虫，减少光污染
这么说来，昆虫之所以会聚集在灯光周围，不是直接被灯光吸引，而是它们在路过时，被灯光困住了；因为倒飞和失速有时会导致昆虫掉落在灯上，所以在我们看来，它们好像是故意飞向灯光。
被灯光困住的昆虫，往往会力竭而死。所以，生态学家怀疑，夜间的人造灯光可能部分地解释了为什么昆虫在全球范围内减少。
这项新研究还为如何减轻这种影响提供了一个提示。研究人员发现，当昆虫在向下照射的灯光下飞行时，受到的影响似乎最小，向上或水平照射的灯光对它们的影响更大。
除了困住昆虫，灯光还可能干扰毛虫的发育，并缩小夜间活动的昆虫的栖息地。
所以，这个问题的解决之道与减少光污染的建议是一致的，即减少夜间照明。