本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
昆蟲大都有趨光性,不過有的是正趨光性,有的是負趨光性,簡單的說正趨光性就是一些昆蟲會主動地靠近光源,而負趨光性則恰恰相反。關於正、負趨光性比較常見的例子就是晚上路燈的四周會聚集大量的飛蟲,而這些飛蟲都是正趨光性的,而我們常見的蝸牛、西瓜蟲等動物則是負趨光性的。對於正趨光性的昆蟲來說,光是最能吸引它們的,那麼為什麼它們不一直奔向太陽呢?我們簡單的來探討一下這個問題。
昆蟲的正趨光性
說到昆蟲的趨光性,許多小夥伴會首先想到「飛蛾撲火」。從表面上看,夜晚飛蛾確實會向著明亮的地方飛,哪怕前面是一根燃燒的蠟燭或者是一堆燃燒的乾柴,飛蛾都會義無反顧的撲進去。但是,根據科學的研究發現,飛蛾撲火併不是因為趨光性,而是因為它被誤導了。飛蛾是一種晝伏夜出的昆蟲,它們在夜裡行動靠的是月光發出的微弱光線,而月亮的光線照在地球表面幾乎是平行的,而飛蛾正是根據平行的光線找到了適合自己飛的角度。但是,人類製造的光線是散射的,在黑夜中,這些光線比月光要明亮一些,所以這些散射的光線就蓋住了月光,此時飛蛾就會以人類製造的光源散射出的光線飛行,而它飛行時所找的角度與在月光下飛行的角度是一樣的,這就使得飛蛾會圍著散射的光線打轉。再加上本身飛蛾飛行的角度就是斜角,所以它會圍著光源一直向裡面飛,直到沒有角度後撞到光源上。
因此,飛蛾撲火併不是因為趨光性,而是因為被其他光源幹預,導致的導航錯誤。
而真正有趨光性的昆蟲是一種本能,是昆蟲本身對光產生的一種定向運動,而這些昆蟲大都有一個共同點,那就是都是晝伏夜出的昆蟲,而且沒有特別固定的飛行軌跡,比如我們都非常討厭的隱翅蟲就是一種典型的正趨光性昆蟲。隱翅蟲通常會在夏秋兩季活躍,它們的主要食物以昆蟲、花粉等為食,按理說,在室內,它的主要食物比較少,所以它們不會跑到室內。但是,事實上,如果家裡出現了隱翅蟲,多半就是因為密封不嚴,在夜晚隱翅蟲看到燈光被吸引到室內的。因此,嚴格意義上說,真正的正趨光性對於昆蟲來說沒有目的性,只是出於本能。
既然正趨光性的昆蟲喜歡光,它們為什麼不一直向著最亮的太陽飛?
在白天,太陽光是最亮的,這對於有趨光性的昆蟲來說,無疑是最好的光源,但是,事實上,我們卻很少見到向太陽飛的昆蟲。為什麼會這樣呢?我認為有三個原因:
01 昆蟲的習性
在上面我們說過,擁有正趨光性的昆蟲,大都是晝伏夜出的,而這些昆蟲在白天都躲在陰暗的角落裡休息,不外出活動。這種習性大都是為了躲避捕獵者才產生的,相對來說,昆蟲最大的天敵是鳥類,而大多數的鳥類是晝出夜伏的。既然白天躲了起來,它們也就不會向著太陽飛了。
02 昆蟲飛行的軌跡
雖然昆蟲的飛行軌跡並不固定,它們一會飛這,一會飛哪,但是它們的飛行大都是按照直線進行的,這種飛行方式是最省力的。當有太陽光時,昆蟲所處的整個環境都是亮的,此時它們就會用自己的眼睛來辨別方向,而昆蟲飛行的目的也很簡單,為了生存,或是尋找食物,或是躲避天敵。所以,它們也沒有必要在一個明亮的環境中一直向著最亮的光源移動了。我們舉個簡單的例子,夜晚路燈周圍會有一群昆蟲在飛,但是當天亮時,它們就會從亮著的路燈旁飛走。
03 代價
我們不能否認在昆蟲的進化史上出現過一直向太陽飛的昆蟲,但是這些昆蟲都已經被淘汰掉了。首先,向著太陽飛,是一件看起來很簡單,實際上不可能完成的事情,在飛行的過程中,隨著離地面越來越遠,離食物也越來越遠,體力消耗越來越大。其次,對於昆蟲來說,它們大都是低飛的,因為飛得越高,遮擋物越少,體色與環境顏色的差異就越明顯,這樣就容易被天敵鎖定到。
因此,一直向著太陽飛,對於昆蟲來說代價實在是太大了,這樣做的昆蟲都已經死了。對於生物來說,在漫長的進化中,選擇更適合自己生存的方式尤為重要,所以,就只剩下了不會傻傻的向遙不可及的太陽飛的昆蟲了。
總結
昆蟲的正趨光性只是相對於黑暗的整體環境才有的,而太陽升起時,環境整體明亮,所以即使白天活動的,有正趨光性的昆蟲也沒有必要向太陽飛,更不用那些晝伏夜出的昆蟲了,在白天,它們早已經找到了陰暗處呼呼大睡了。
其實,嚴格意義上說,趨光性是昆蟲進化過程中產生的一種有利於自己生存的本能,這種本能不會太絕對,簡單的說就是不是因為有趨光性,它們就無條件地向最亮的地方飛去,其中還有飛行角度、體力消耗、躲避天敵等等因素。