雨中的蜻蜓(为什么现在下雨天的蜻蜓很少？)

作者琦君

大家可能都注意到了，小时候(我是说小时候，你也是小时候)下雨前后蜻蜓很多，现在城市里蜻蜓很少，就算下雨你也带不出几只蜻蜓。作为环境指标的蜻蜓，在全世界范围内数量都在下降。

栖息地减少和污染是导致蜻蜓数量下降的重要因素，但你可能不相信另一个因素，那就是玻璃窗、道路和汽车。

蜻蜓的童年是在水中度过的，它们的父母在水上生下了宝宝，所以它们最喜欢的就是水景房。

绿草比爱情更有爱。图片:维基百科

人类靠眼睛找水，蜻蜓也差不多，但它们依靠的是光的特殊性质:偏振光。

光传播时，有这样一种垂直于传播方向的振动——

太阳光相当于运动画面的左侧，是偏振光的大杂烩，没有明显的偏振。但太阳光照射到水面后的反射光通常是水平偏振光。蜻蜓靠水平偏振光找水，因为在人类出现之前的世界里，唯一能产生水平偏振光的就是水。

根据菲涅耳方程，去偏振光(如太阳光)照射在水平面上，反射光为水平方向的线偏振光。

所以在进化过程中，水平偏振光是蜻蜓最信任的学区标志。除了蜻蜓，大部分水生昆虫，如蜉蝣、石蛾、苍蝇、蜻蜓也是利用水平偏振光找水的。

沥青和汽车吸引了大量的蜉蝣集群。蜉蝣的寿命很短，只有几天甚至几个小时。成虫集体交配，然后死亡。image:(DOI)10.1093/beheco/ARX 081

但是自从人类的到来，一切都变了。工业化以后，能产生偏振光的器物越来越多，如太阳能电池板、玻璃墙、汽车玻璃、沥青路面、水平的黑色墓碑等。

更糟糕的是，水生昆虫喜欢高偏振度，也就是偏振光比例高的光，因为偏振度、水深、浊度都与有关。浅水的偏振度比较小，高偏振的水平偏振光标志着深水。

与人造的极化程度相比，天然水的极化程度很低。水自然可以把30-80%的反射光变成水平偏振光，而人造的东西可以把95-100%的反射光变成偏振光，也就是说偏振度可以达到95-100%。

表面越黑，偏振度越高，称为Umow效应。你可以看到，几个典型文物的偏振度比小池塘的大——

对比不同人工表面和自然水体(A)的偏振度，颜色越深，偏振度越大。图像:(doi)10.1890/080129

因此，黑色光滑的人造材料也更吸引水生昆虫。蜻蜓很容易受到柏油路、黑色塑料大棚、深色汽车、深色墓碑、深色玻璃和太阳能电池板发出的水平偏振光的影响。他们躺在上面，最终走出家门。

2006年，长期关注偏振光生物效应的匈牙利罗兰大学昆虫学家同事捷尔吉·克里斯卡(Gyorgy Kriska)发现，黑色和红色的汽车对一些蜻蜓特别有吸引力，雄性蜻蜓欺负上面的坑，雌性蜻蜓在上面产卵。最终你那辆黑色轿车的车顶成了蜻蜓家族的祠堂。

当然，唯一被人工偏振光迷惑的非是水生昆虫。经常会发现一些脊椎动物，如尖尾蜥、常见的潜水鸟(Gavia immer)、西鲱(Pelecanus occidentalis)和其他水鸟，在柏油路和停车场徘徊，脸上带着一个问号。

几个著名的偏振光系列屠宰场。

加利福尼亚的洛杉矶有一个自然地标，叫做拉布雷亚牧场。这个地方有天然沥青，水平沥青反射的完美水平偏振光迷惑了从昆虫到鸟类的大量动物。这些动物被水平偏振光诱惑而来，相继死去。它们的尸体落入黑暗的沥青坑，吸引其他捕食者和食腐动物，形成死亡食物链。

Brea沥青坑图片来源:维基百科

与沥青坑类似，1996年发表在《自然》杂志上的一篇论文发现，科威特的油湖也成为昆虫的死亡基地。

依靠偏振光找水的昆虫，往往会落入人工偏振光的陷阱。a是废弃油坑表面的蜉蝣，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是红色汽车顶上的蜻蜓，F是柏油路上产卵的石蝇。图像:(doi)10.1890/080129

更糟糕的是，蜻蜓的领地意识很强，它们在游山玩水之后总是会回到同一个地方定居下来。

蜻蜓经常在觉得黑墓碑好的时候回石碑。2007年，专注于偏振光研究的匈牙利生物学家GBOR·霍夫斯记录了蜻蜓对黑色墓碑的痴迷。后来，生物学家不得不发明一个术语来描述生物对黑色光滑物体的迷恋——偏振吸引效应。

如果你想说蜻蜓很蠢，那真的不是。人们努力了几亿年。

蜻蜓出现在3.2亿年前的石炭纪，比人类历史长80倍。当时地球上有很多巨型节肢动物，蜻蜓祖先的翼展达到了70cm。

位于法国国家自然历史博物馆的Meganeura monyi标本是一种3亿年前的巨型昆虫，与现代蜻蜓有亲缘关系。图片:维基百科

也就是说，在恐龙出现之前，蜻蜓已经存在了一亿年，没有一个大家伙见过。而且根据化石来看，蜻蜓的外形几亿年来都没有变化，在人类出现之前，它们的身体是一个相当成功的设计。

但这种设计在最近几百年里效果并不好。这种没有办法快速适应环境变化，原本成功的生存策略变成杀人工具的情况，叫做进化陷阱。

虽然我们不能确定人工偏振光是否能使一个物种灭绝，但在2006年发表在《生态学》上的一篇论文中，蒙大拿大学的生物学家布鲁斯·a·罗伯逊和理查德·l·休顿指出，水平偏振光对水生动物的吸引力是最具信息量和最强大的生态陷阱。因此，近10年来，偏振光污染已成为生态学中的一个重要课题。

我知道你在想什么。既然偏振光是水生昆虫的杀手，那么是否可以用来灭蚊呢？

就像我们刚才说的，虽然大部分在水中产卵的昆虫都是依靠水平偏振光，但是埃及伊蚊这种花蚊子是唯一(痒)的例外。蚊子会利用气味、水汽等线索寻找“产生”的地方，所以偏振光对它们用处不大。

小蜻蜓疯狂沉迷于发出偏振光的又黑又滑的神器。他们无法自拔，绝非偶然。两足兽不也是如此吗？