昆虫在夜间绕着灯光转的令人惊讶的原因：他们失去了天空的踪迹

这是一个与人类聚集在篝火旁一样古老的观察：夜间的光线会吸引一群不规律地盘旋的昆虫。在艺术、音乐和文学中，这种奇观是一个持久的隐喻 危险但不可抗拒的景点. 。观察它们疯狂的动作确实让人感觉有些不对劲——这些夜间活动的飞行员没有找到食物并躲避掠食者，而是被灯光困住了。

可悲的是，几个世纪以来我们目睹了所发生的事情，却无法确定为什么会发生这种情况。一盏简单的灯如何将快速、精确的导航员变成无助、飘忽不定的俘虏？我们是研究人员正在检查 航班, 想象 和 进化, ，并且我们使用了高速跟踪技术 新发表的研究 提供答案。

飞蛾扑火？

对于这种催眠行为的许多古老解释尚未完全得到证实。早期的想法是昆虫可能会被火焰的热量所吸引。这很有趣，因为有些昆虫确实 嗜热的:它们被火所吸引，并且已经进化到能够利用最近被烧毁的地区的条件。但灯光周围的大多数昆虫不属于这一类，冷光可以很好地吸引它们。

另一种想法是昆虫只是直接被光吸引， 称为趋光性的反应. 。许多昆虫向光移动，也许是为了逃避黑暗或受困的环境。但如果这是对光周围簇的解释，你可能会认为它们会直接撞到光源上。这个理论对于解释疯狂的盘旋行为几乎没有帮助。

还有一个想法是，昆虫可能会将附近的光误认为是月亮，因为它们试图利用 天文导航. 。许多昆虫参考月亮来在夜间保持飞行轨迹。

该策略依赖于当您沿着直线路径移动时，远处的物体似乎悬停在适当的位置。稳定的月亮表明你没有做出任何无意的转弯，就像你被一阵风吹过一样。然而，较近的物体似乎不会在天空中跟随您，而是当您经过时会飘到后面。

天体导航理论认为，昆虫努力保持光源稳定，在直线飞行失败的尝试中急剧转向。这是一个优雅的想法，但这个模型预测许多飞行将向内盘旋而发生碰撞，这通常与我们看到的轨道不匹配。那么究竟发生了什么？

他们背对着光

为了详细研究这个问题，我们和我们的同事在不同光源周围捕捉了昆虫的高速视频，以精确确定飞行路径和身体姿势，这两个过程都是在实验室进行的。 伦敦帝国理工学院 在哥斯达黎加的两个现场， 中国国际电机工程学会 和 生物站. 。我们发现他们的飞行模式与任何现有模型都不太匹配。

相反，一大群昆虫始终将背对着灯光。这是一种已知的行为，称为 背侧光反应. 。在自然界中，假设来自天空的光多于来自地面的光，这种反应有助于使昆虫保持正确的飞行方向。

但将它们的背对着附近的人造光会改变它们的飞行路线。就像飞机倾斜转弯，有时会滚动直到地面看起来几乎笔直地伸出窗外一样，倾斜昆虫也会转弯。当它们的背部朝向附近的光线时，由此产生的堤岸将它们围绕在光线周围，绕圈但很少发生碰撞。

这些轨道路径只是我们观察到的行为之一。当昆虫直接在灯光下飞行时，当灯光从它们身后经过时，它们通常会向上拱起，背对着灯泡，直到最终笔直向上飞行，它们失速并从空中掉下来。更引人注目的是，当直接飞过灯光时，昆虫往往会上下翻转，再次背对灯光，然后突然坠落。

为什么会有背侧光反应？

虽然夜间光线会伤害 其他动物 – 例如，通过 将候鸟转移到城市地区 – 较大的动物似乎不会失去垂直方向。那么，为什么昆虫这种最古老、物种最丰富的飞行类群会依赖一种让它们如此脆弱的反应呢？

这可能与它们的体型较小有关。较大的动物可以通过加速度或任何加速度拉动的感觉器官直接感知重力。例如，人类使用 我们的内耳前庭系统, ，它调节我们的平衡感，通常让我们清楚地知道哪条路是向下的。

但昆虫只有很小的感觉结构。尤其是当它们进行快速飞行机动时，加速度只能很差地指示下降方向。相反，他们似乎把赌注押在天空的亮度上。

在现代照明出现之前，无论白天还是晚上，天空通常都比地面更亮，因此它为希望保持稳定方向的小型活跃飞行者提供了相当可靠的提示。通过引导昆虫绕圈飞行来破坏这种能力的人造光相对较新。

夜间照明问题日益严重

随着新技术的传播，弥漫在夜晚的灯光 增殖速度比以往任何时候都快. 。随着廉价、明亮、 广谱 LED, 许多地区，例如大城市，永远不会看到黑夜。

昆虫并不是唯一受到影响的生物。光污染扰乱昼夜节律和其他生理过程 动物、植物 和 人类, ，经常与 严重的健康后果

但被困在灯光周围的昆虫似乎受到了最严重的打击。由于无法获得食物、容易被掠食者发现并且容易精疲力尽，许多人在早晨到来之前就死去了。

原则上，光污染是最容易解决的问题之一，通常只需通过 翻转开关. 限制室外照明 有用的、有针对性的暖光，不超过必要的亮度，也不超过必要的时间，可以极大地改善夜间生态系统的健康。对昆虫有益的相同做法也有助于恢复夜空的景观：世界上超过三分之一的人口居住在 银河系永远看不见.

虽然昆虫绕着灯光转是一个令人着迷的奇观，但这对昆虫和动物来说肯定更好。 它们为人类提供的好处 当我们让夜晚熄灭，让他们在夜空下进行他们如此熟练的活动时。