撰文 七君
大家可能注意到了，小時候（我說的是我小時候也是你小時候）下雨前後會有很多蜻蜓，但是現在城市裡蜻蜓比較少見，哪怕是下雨也帶不出幾隻。蜻蜓作為環境指示生物，在全世界的數量都在下降。
棲息地的減少和汙染固然是導致蜻蜓數量下降的重要因素，但另一大因素說出來你可能不信，那就是玻璃窗、馬路和汽車。
蜻蜓的童年是在水裡度過的，它們的爹媽也是在水上高難度比愛心生baby的，所以它們最中意的就是水景房。
呂宋灰蜻（Orthetrum luzonicum）比愛心。圖片來源：wikipedia
人類是靠眼睛找水，蜻蜓也差不多，但是它們依靠的是光的特殊性質：偏振光。
光在傳播的時候，還有這樣和傳播方向垂直的振動——
陽光相當於動圖左邊，是各種偏振光的大雜燴，沒有明顯的偏振。但是陽光照射到水面後的反射光往往是水平偏振光。蜻蜓就是依靠水平偏振光找到水源的，因為在人類出現前的世界，能產生水平偏振光真的就只有水而已。
根據根據菲涅耳方程，去極化的光（如陽光）照射到水平面上，反射光是水平方向的線偏振光。
所以，在演化的過程中，水平偏振光是蜻蜓最信賴的學區房標誌了。除了蜻蜓，大部分水生昆蟲，如蜉蝣、石蛾、虻、龍蝨也是利用水平偏振光找水源的。
柏油路面和汽車吸引了大量蜉蝣群集，蜉蝣壽命很短，只有幾日甚至幾小時，成蟲集體交配然後死亡。圖片來源：(DOI)10.1093/beheco/arx081
但是人類來了以後一切都不一樣了。工業文明後出現了越來越多能夠產生偏振光的人造物，比如太陽能板、玻璃牆面、汽車玻璃、柏油路面，還有水平的黑色墓碑。
更慘的是，水生昆蟲喜歡高偏振度，也就是偏振光佔比比較高的光，因為偏振度和水深以及渾濁程度有關。淺水的偏振度比較小，高度偏振的水平偏振光標誌著深水。
和人造物的偏振度相比，自然水體的偏振度很低。自然水體能使30-80%的反射光成為水平偏振光，但是人造物可以使95-100%的反射光變成偏振光，也就是說偏振度可以達到95-100%。
越黑滑的表面，偏振度越高，這被稱為烏諾夫效應（Umow effect）。大家可以看到，幾種典型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體（a）的偏振度的對比，顏色越深表示偏振度越大。圖片來源：(doi)10.1890/080129
因此，黑滑平的人造材料也更吸引水生昆蟲。蜻蜓很容易受到柏油路、黑色塑料大棚、深色汽車、深色墓碑、深色玻璃以及太陽能板發出的水平偏振光的影響，趴到上面嘿嘿嘿，最終逐漸走向滅門。
2006年，長期關注偏振光的生物影響的匈牙利羅蘭大學的昆蟲學家 Gyorgy Kriska 同事發現，黑色和紅色的汽車對某些蜻蜓特別有吸引力，雄蜻蜓在上面霸坑，雌蜻蜓在上面產卵。最終你家黑色轎車頂變成了蜻蜓一家的祠堂。
當然，被人造偏振光迷惑的不僅有水生昆蟲，一些脊椎動物，比如棕硬尾鴨 (Oxyura jamaicensis)、普通潛鳥 (Gavia immer)、褐鵜鶘 (Pelecanus occidentalis)等水鳥也常被發現在柏油路、停車場上一臉問號地瞎晃。
說幾個著名的偏振光連環屠場。
加州洛杉磯有個叫做拉布雷亞瀝青坑（Rancho La Brea）的自然地標。這個地方有天然的瀝青，水平瀝青反射的完美水平偏振光迷惑了從昆蟲到鳥類的大量動物。這些動物受到水平偏振光的誘惑紛紛前來赴死，它們的屍體掉在黑乎乎的瀝青坑裡，又吸引了其他掠食者和食腐動物，形成了一個死亡食物鏈。
拉布雷亞瀝青坑 圖片來源：wikipedia
和瀝青坑類似，1996年發表在 Nature上的一篇論文發現，科威特的石油湖也成了昆蟲的死亡基地。
依賴偏振光尋找水源的昆蟲常常陷入人造偏振光的陷阱。a是廢棄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是紅色汽車頂上的龍蝨，f是在柏油路上產卵的石蠅。圖片來源：(doi)10.1890/080129
更更更慘的是，蜻蜓的領地意識賊強，它們巡山過後總是回到同一個地點定住。
蜻蜓覺得黑色墓碑不錯以後，就會常回碑具看看，2007年專注於偏振光研究的匈牙利生物學家 GBOR HORVTH 這樣記錄下了蜻蜓科的生物們對黑色墓碑的執迷不悟。後來生物學家不得不造了一個名詞出來描述生物對又黑又滑的物體的迷戀——偏振束縛效應（polarization captivity effect）。
你要說蜻蜓笨吧，還真不是，人家精了幾億年了。
蜻蜓出現在3.2億年前的石炭紀，比人類的歷史長80倍。那個時候地球上有許多巨型的節肢動物，蜻蜓老祖的翼展也達到了70釐米。
位於法國國立自然史博物館的巨脈蜻蜓（Meganeura monyi）標本，巨脈蜻蜓是3億年前的一種巨型昆蟲，和現代蜻蜓有親緣關係。圖片來源：wikipedia
也就是說，在恐龍出現前，蜻蜓就存在一億年了，什麼厲害的大隻佬沒見過啊。而且根據化石，幾億年來，蜻蜓的相貌沒有什麼變化，在人類出現前它們的身體是一種頗為成功的設計。
但是這樣的設計，卻在最近的幾百年裡不靈了。這種沒有辦法快速適應環境變化，原本的成功生存策略慘變殺戮工具的情況，叫做演化陷阱（evolutionary trap）。
雖然我們現在還不確定人造偏振光是否能讓一個物種滅絕，但蒙大拿大學的生物學家 Bruce A. Robertson 和 Richard L. Hutto 在2006年發表在 Ecology 上的一篇論文中提出，水平偏振光對水生動物的吸引力是資料最為翔實有力的生態陷阱。因此在近10年裡，偏振光汙染成了生態學中的一個重要課題。
我知道你在想什麼。既然偏振光是水生昆蟲殺手，那能不能用它來滅蚊呢？
剛才我們說，雖然大多數在水裡產卵的昆蟲都依賴水平偏振光，但埃及伊蚊（Aedes aegypti），也就是花蚊子是唯一一個（令人瘙癢的）例外。蚊子會用氣味和水蒸氣等線索找「產」地，所以偏振光對它們的用處並不大。
小蜻蜓對又黑又滑會發出偏振光的人造物瘋狂上癮到無法自拔不意外啊，某兩腳獸不也是嗎？
動圖來源和參考資料儲存於石墨：
https://shimo.im/docs/YyhyCkwVHWygVWtc/
來源：把科學帶回家
編輯：米老貓