為什么現(xiàn)在下雨天也少有蜻蜓了？

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）下雨前后會有很多蜻蜓，但是現(xiàn)在城市里蜻蜓比較少見，哪怕是下雨也帶不出幾只。蜻蜓作為環(huán)境指示生物，在全世界的數(shù)量都在下降。

棲息地的減少和污染固然是導致蜻蜓數(shù)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。

蜻蜓的童年是在水里度過的，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(zhì)：偏振光。

我們之前介紹過，光在傳播的時候，還有這樣和傳播方向垂直的振動——

陽光相當于動圖左邊，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后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(xiàn)前的世界，能產(chǎn)生水平偏振光真的就只有水而已。

根據(jù)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(qū)房標志了。除了蜻蜓，大部分水生昆蟲，如蜉蝣、石蛾、虻、龍虱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，成蟲集體交配然后死亡。圖片來源：(DOI)10.1093/beheco/arx081

但是人類來了以后一切都不一樣了。工業(yè)文明后出現(xiàn)了越來越多能夠產(chǎn)生偏振光的人造物，比如太陽能板、玻璃墻面、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，也就是偏振光占比比較高的光，因為偏振度和水深以及渾濁程度有關(guān)。淺水的偏振度比較小，高度偏振的水平偏振光標志著深水。

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(fā)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(guān)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(fā)現(xiàn)，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(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(huán)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，它們的尸體掉在黑乎乎的瀝青坑里，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(fā)表在 Nature 上的一篇論文發(fā)現(xiàn)，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虱，f是在柏油路上產(chǎn)卵的石蠅。圖片來源：(doi)10.1890/080129

更更更慘的是，蜻蜓的領(lǐng)地意識賊強，它們巡山過后總是回到同一個地點定住。

蜻蜓覺得黑色墓碑不錯以后，就會?；乇呖纯?，2007年專注于偏振光研究的匈牙利生物學家 GáBOR HORVáTH 這樣記錄下了蜻蜓科的生物們對黑色墓碑的執(zhí)迷不悟。后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(xiàn)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(jié)肢動物，蜻蜓老祖的翼展也達到了70厘米。

位于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(xiàn)代蜻蜓有親緣關(guān)系。圖片來源：wikipedia

也就是說，在恐龍出現(xiàn)前，蜻蜓就存在一億年了，什么厲害的大佬沒見過啊。而且根據(jù)化石，幾億年來，蜻蜓的相貌沒有什么變化，在人類出現(xiàn)前它們的身體是一種頗為成功的設計。

但是這樣的設計，卻在最近的幾百年里不靈了。這種沒有辦法快速適應環(huán)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(xiàn)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(fā)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(tài)陷阱。因此在近10年里，偏振光污染成了生態(tài)學中的一個重要課題。

我知道你在想什么。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(shù)在水里產(chǎn)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(chǎn)”地，所以偏振光對它們的用處并不大。

小蜻蜓對又黑又滑會發(fā)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？