我们对昆虫的趋光性有的时候是误读！

往事随风

      我们对昆虫的趋光性有的时候是误读！特别是飞蛾扑火，我们以为是昆虫
喜欢追逐光明，其实这是数千年的误解。黑夜里，飞蛾不能看清四周的情况，
在找不到合适参照物的情况下，如何不走冤枉路，多快好省的飞行呢？其实
亿万年来，夜晚活动的蛾子等昆虫都是靠月光和星光来导航。因为是极远光
源，光到了地面可以看成平行光，能作为参照来做直线飞行。

          如下图所示，注意蛾子只要按照固定夹角飞行，就可以飞成直线，直飞
才最节省力气。角度稍微一调整，就可以直飞另一个目标。



          但自从该死的人类学会了使用火，这些人造光源因为很近，光线成中心放
射线状，可怜的蛾子就开始倒霉了。



        蛾子还以为按照与光线的固定夹角飞行就是直线运动，结果越飞越坑爹，
飞成了等角螺线，飞到火里去了，这种现象还被人类称为昆虫的正趋光性。
蛾子说：趋你妹的光啊，傻瓜才瞪着光飞，不知道会亮瞎眼啊？！！我们完
全被人类误导了，亿万年才演化出的精妙直线导航方法，被人类的光污染干
扰失效了！不用假慈悲的飞蛾扑火纱罩灯了！(#‵′)凸，赶紧把这幺蛾子的灯关
了吧！有人问：这是你自己想出来的吧？我还是坚持蛾子是趋光的！好吧，如
果蛾子趋光，为什么不直线飞过去呢？为什么要飞成下面的螺线？趋光能解释吗？



从上面这个照片你还可以看出，蛾子走的并不是理想的等角螺线。
蛾子也发现问题了：我飞飞飞 。咦……不对啊！调正角度，飞飞飞……我去！
还不对，我这是在往哪飞啊？继续调整角度……我去……我去……我……我晕……
蛾子也想挣扎的飞出正确的路线，不断的调整角度，奈何本能使然，最终还是
向灯光飞去。我们人类也是，例如你在原地旋转很多圈，再让你走直线试试。
在平衡器官被干扰的情况下，你以为是直线，而在旁人看来更像喝醉了一样东
倒西歪乱走。这就是蛾子的处境。

白天的昆虫如何用太阳来导航？太阳光进入大气时，被散射形成天空光。
天空光是偏振光，昆虫综合参考太阳的方位和天空光的偏振来进行导航，
而不是被太阳光吸引，所以不会飞向太阳。昆虫的复眼看到的天空和人
类看到的天空是不一样的。


古代维京人也利用天空光导航。在北欧維京海盗时代，维京人在没有指南针
的情况下，就利用太阳石在北大西洋上导航。太阳石就是方解石，是碳酸钙
的晶体，如图下所示：


由于其特殊的晶体结构会把自然光分解为两条偏振光。天空光因为是部分偏
振光，所以旋转方解石就会出现时亮时暗的效果。在美剧《Vikings》第1季
的前两集里就有这样的情节。维京人在有阳光时，就直接利用正午的太阳确定方向。



阴天或大雾看不到太阳，就用太阳石找大概的方向。



举起太阳石旋转会发现在不同方向上的亮度不同，即使在阴天也可以找到大
体的方位。维京人的导航方法居然和帝王蝶这些昆虫不谋而合，有趣！维京
海盗的新导航技术帮助他们在北大西洋上远洋，并发现了冰岛、格陵兰岛、
成为最早抵达北美洲的欧洲人。



人类用指南针导航会不会出现蛾子的困境？在南北磁极时也会出现蛾子
的问题。例如，我们手里有指南针，不要往南走时才用得到，往任何方
向都可以作为参照。在大海上，你要去一个岛，按照地图上的标记，发
现只要往东走就行了。正常情况，我们根据指南针，按照与北方的右夹
角90度角航行，走直线就可以最快到达。如下图：在远离南北极的地区
，可以认为磁力线是平行的。



但如果在南极雪原上，在距离南磁极很近的地方，指南针总指向附近的磁极
点，如果往东走，就是绕着南磁极走圆圈。如下图：在南极附近磁力线不能
看成平行线，而是以南磁极为中心的放射状。



如果往东南走，就会像蛾子一样做等角螺线，绕很多圈后到达南磁极。如下图
：与磁力线保持45度夹角，就不再是圆周运动，而是螺线运动。



这时候人们必须放弃指南针，改为参照地形、天空偏振光或其他参照物导航。
蛾子可没有这么多选择，只能等到灯都灭了，才可以恢复正常飞行。灯总
不能亮一晚上吧，我等！啊哈！终于灭了，我飞飞飞……我去，旁边又亮
了一个！生物是何时进化出天空光导航的？大约5亿年前，地球上开始出现
了有眼睛的生物，其中最有名的是寒武纪时代的三叶虫。



      事实上约5.43亿年前三叶虫是第一批进化出真正的眼睛的动物。有人认为
眼睛的出现是寒武纪生命大爆发的导致原因。三叶虫的眼睛是由方解石组成的。
纯的方解石是透明的，有些三叶虫使用单晶的、透明的方解石来组成其每只眼
睛的透镜。典型的三叶虫眼睛是复眼，每个透镜都是一个拉长的棱镜。每只复
眼内的透镜数不等，有些只有一个，有些可达上千。在这样的复眼中其透镜一
般排列为六边形。三叶虫和北欧海盗一样也有方解石，通过感受天空偏振光来
辨认方向，不同的是它直接安装在眼睛上！后来的昆虫复眼则继承了这种能够
探测偏振光的能力，除了昆虫，还有鸟类、鱼类和两栖动物都可以利用偏振光。
蝙蝠则是已知第一种可以利用偏振光的哺乳动物，蝙蝠利用黄昏时的偏振光来
校准体内的地磁罗盘。



科学家发现蝙蝠利用地磁罗盘进行长距离的导航，而天空光可以对地磁罗盘
进行校准。到了黑暗的夜晚，借助超声波和校准的地磁罗盘，蝙蝠就可以准
确的返回自己栖息的山洞。长距离导航靠地磁和偏振天空光，近距离靠超声
波，蝙蝠完全没有我们想象的那么“瞎”。

蜜蜂跳8字舞也是导航吗？蜜蜂发现新的花丛后，会回到蜂巢里靠跳8字舞（waggle dance）
来告诉同伴花丛在哪里。如何告诉同伴方向和距离呢？告知方向主要参照太阳