飞蛾为什么喜欢扑火

如题所述

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。

飞蛾也一样,作为没有高级思维能力的动物,它们是不会自杀的。

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。

事实上,趋光( phototaxis )才是昆虫界的一个常见特性。

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。

户外诱虫灯

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?

想必大家都知道一个标准答案,内容大概是这样的。

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。

昆虫的复眼

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。

并列型象眼和重叠型象眼示意图

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。

从这里可以看来,昆虫的趋光性是有着其进化意义的,已成为一种本能。

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?

如果大家曾观察过飞蛾扑火,应该能注意到它们的一个飞行特点。

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。

飞蛾的飞行轨道

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。

以月亮发出的平行光线为参考物,飞蛾的飞行路线是一条直线

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。

呈发射状的光线

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。

人造光源下的飞蛾路线

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。

而在同一个时代,雅各布·伯努利则更是对等角螺旋痴迷。

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”。

雅各布·伯努利的墓志铭,但比较可惜的是对数学一窍不通的工匠把下面的对角螺旋刻成了阿基米德螺旋

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。

鹦鹉螺已经在地球上经历了数亿年的演变,但外形、习性等变化很小,被称作海洋中的“活化石”。

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。

1868年出版的图书中绘制的鹦鹉螺图像

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。

宝塔花菜中的等角螺旋

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。
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第1个回答  2020-10-16
因为飞蛾被光源弄得失去了方向感,所以才会扑向火。飞蛾之所以喜欢扑火不是因为喜欢追逐光明,事实上飞蛾并不是被火焰的光芒所吸引,恰恰相反,而是被光源弄得失去了方向感。在亿万年前,没有人造火光,飞蛾和其他昆虫一样,夜间活动时完全靠天然的光源日光、月光或星光来判断飞行方向。它们为了保证航向不变都要寻找一个远方的亮点作参照,这是生物进化的结果。由于月亮、星星距离地球都很远,光线射到地球可以看做是平行的,飞蛾在逃避蝙蝠追逐,或者绕过障碍物转弯以后,它只要转动身体,月光仍是从原来的方向射过来。并且光线会以一个固定的角度射到它的眼中。这是一种“天文导航”,飞蛾也依靠这种方法找到方向。但自从人类学会了使用火,这些人造光源因为很近,并且各条光线并不平行。飞蛾却按照它的古老习性使自己同光源保持着固定的角度飞行。因此飞出来的轨迹就不是一条直线,而是不断调整角度,形成一条不断折向灯光光源的螺旋形飞行线路,这条路线在数学中叫做阿基米德螺线。飞蛾错把火光当月光,因此,它也用这个假“月光”来辨别方向,结果离火越来越近,最后投火身亡。扩展资料:蛾属于鳞翅目昆虫,蛾多数在夜间活动,蛾大多是夜行性动物,这说明蛾不是因为爱慕光明而绕灯转。蛾是虹吸式口器,口器特化为吸管,蛾主要靠吸食植物的汁液为食,它们不会到路灯下去捕食小飞虫,人类也排除了蛾因为食物而趋光的可能。除路灯外,野外的篝火、手电筒光,家中的灯光、烛光及一些其它的亮光也会吸引飞蛾打转。蛾在夜间活动,它在探索飞行道路时,是靠月亮作为“灯塔”的。飞蛾的眼睛是由很多单眼组成的复眼,它在飞行的时候,总是使月光从一个方向投射到它的眼里,当它绕过某个障碍物或是迷失方向的时候,只要转动身体,找到月光原来投射过来的角度,便能继续摸到前进的方向。如果在旷野中出现灯火,飞蛾看见灯火就会分辨不清哪个是月亮,哪个是灯火,由于月亮远在天边,灯火近在眼前,飞蛾就会把灯火误认为月亮。在这种情况下,它只要飞过灯火前面一点,就会觉得灯火射来的角度改变了,从侧面或者从后面射来,因此便把身体转回来。直到灯火以原来的角度投射到眼里为止。于是飞蛾就会不停地对着灯火转来转去,绕着灯火作螺旋状盘旋,怎么也脱不了身 。
第2个回答  2020-10-15
可能不少人都曾看见过这样的情景:夏天的时候总有飞蛾绕着电灯不停地转圈,如果你不把灯给关掉的话,飞蛾就一直这么转下去,直到累死为止。咱们中国也有一句古话解释了这一现象——叫飞蛾扑火自取灭亡。

展开翅膀的吸血蛾

当然现代科学研究表明,飞蛾扑火的目的并不是为了“自取灭亡”。它们之所以会扑火,是因为自己在晚上飞行的时候,只能根据月光来辨别方向。只要飞蛾与月亮保持着固定的角度,就可以使自己朝一定的方向飞行。

蜷缩起来的吸血蛾

然而一旦有了灯光的干扰,那情况就不一样了。因为灯光距离飞蛾很近,所以飞蛾本能地会仍然使自己同光源保持着固定的角度,于是就只能绕着灯光不停地打转。现在的电灯还好,如果是遇到古时候的蜡烛,那飞蛾的小命基本上就交代了。所以呢,在人类的心目中,飞蛾一直都是一种又蠢、又笨、又令人讨厌的可怜生物。

吸血蛾幼虫

但其实飞蛾之中也是有硬茬子的。在欧洲和东南亚的一些地区,生物学家们发现了一种可以吸血的蛾子。这些飞蛾有着长长的嘴,可以轻易刺破动物的皮肤,诸如牛羊之类的动物如果被吸血蛾叮咬,那伤害还是非常严重。吸血蛾的体型比任何一种蚊子都要大,吸食的血量也绝非蚊子可以比拟的。曾有人被这种吸血蛾攻击,结果几乎面临截肢的风险。

吸血蛾长长的嘴

不过幸运的是,吸血蛾的数量并不多,而且也并不会群体性地行动。历史上单次出现最多的吸血蛾事件发生在北欧,但也不过只有一百来只,并没有造成什么严重的影响。而近些年,则几乎没有关于吸血蛾出没的传闻,也许这种神秘的飞蛾已然走向灭亡……

死亡的吸血蛾

如今,世界上尚且存在的各类飞蛾依然有一万五千多种。这种幼小的生灵比大多数的生物族群都要庞大!甚至可能还有很多种飞蛾人们根本就不曾认知,就像吸血蛾不知何时出现,又不知何时消失。尽管这上万种的飞蛾世世代代都在“自取灭亡”,但是它们依然很好活了下来,从受精卵到幼虫到蛹到成虫,循环往复生生不息。
第3个回答  2020-10-15
第4个回答  2021-03-02

飞蛾总是扑火?其实飞蛾没有想象中那么蠢,你知道为什么吗