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15厘米厚的蟲子布滿道路,竟是環境變好征兆?

2024年09月19日08:51 | 來源:人民網-科普中國
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近日,湖南常德沅江流域“下雪”了,沅水大橋竟然出現了十厘米厚的“積雪”。橋上車輛因路面打滑失控引發車禍,導致大橋交通擁堵。

細看這“雪”,竟是由無數小蟲子組成。密密麻麻的蟲子們在不停扭動身體,令人頭皮發麻。

原來這些蟲子正是古詩詞中經常出現的“蜉蝣”!膀蒡龀核馈焙汀凹尿蒡鲇谔斓亍,說的都是它。

這九月飛雪不是天氣異變,而是一場蜉蝣集體出現并交配所造成的浩大奇觀,科學家把這種習性稱為“婚飛”。

蜉蝣婚飛 短暫生命綻放的瞬間

蜉蝣是一類水生昆蟲,幼年時期在水中度過,成年后在水面活動。

平常,蜉蝣的身影難以一見。但到了特定時候,蜉蝣們就會一同從水中羽化出現。它們就跟商量好了一樣,一起在水上翩翩飛舞,形成遮天蔽日的龐大種群。

有生態學家認為,蜉蝣這種周期性大規模出現的規律是一種特殊的演化策略,通過群體的掩護來降低個體被獵殺的可能性。

羽化后的蜉蝣成蟲壽命非常短,大多數種類的成蟲期僅能維持一到兩天,因此古人常用蜉蝣來感嘆時光易逝。

最短命的蜉蝣是一種無爪蜉(Dolania americana),其成蟲存活時間僅有不到5分鐘。在這極為有限的時間里,蜉蝣成蟲要盡快完成自己的交配使命。除了交配,其他事情都顯得次要。

蜉蝣成蟲的形態也在朝著高效繁衍的方向發生變化。它們的口器已經發生退化,失去了進食的功能。一些種類的雄性還有發達強健的復眼和前足,用來準確尋找和抓握雌性。

在集體婚飛完成交配后,雄性蜉蝣完成了任務便會率先死去。而雌性蜉蝣還吊著最后一口氣,它們在生命終結前還有最后一件事要做。雌性蜉蝣會在水面附近盤旋,尋找合適的產卵位置,將后代產入水中隨即死去。

至此,這一代蜉蝣短暫的成蟲期結束。水中的卵將孵化成稚蟲,延續下一代的故事。經過長達一年至數年的生長發育,下一代蜉蝣便會浮出水面變為成蟲,再次上演婚飛大戲。

婚飛既是蜉蝣生命的終點也是起點,千萬年來這樣的輪回周而復始。

蜉蝣婚飛擾人 但對環境益處不小

當蜉蝣的婚飛規模過大時會造成生活不便,比如這次湖南沅水大橋的車禍。但蜉蝣婚飛對大自然來說,卻是一件有著兩大益處的好事。

1、蜉蝣作為食物鏈的一環滋養著多種動物

幼年時期的蜉蝣在水里以腐殖質和藻類植物為食,是河流生態系統中的初級消費者。諸多魚類鳥類又以蜉蝣為食,河流生態系統的物質和能量得以向更高級流動。

2、蜉蝣出沒往往代表著水質良好

水質監測時不僅要測量pH、溶解氧等理化參數,還會用到蜉蝣相關的生物指標——EPT指數。

EPT指數的名字,來源于三類昆蟲的英文名:E=Ephemeroptera(蜉蝣所屬的蜉蝣目)、P=Plecoptera(石蠅所屬的襀翅目)和T=Trichoptera(石蛾所屬的毛翅目)。

以蜉蝣為首的這三類水生昆蟲都生活在清澈潔凈的水流中,且耐污能力差,所以它們數量多意味著水質好。

蜉蝣雖小 益處頗多

蜉蝣婚飛的特殊現象,給人類帶來的也并非只有不便。有科學家受這種現象的啟迪,開發出一套名為“蜉蝣算法”的群智能優化算法。

這套算法聚焦于雄性及雌性蜉蝣的移動策略以及它們交配的過程,其中雄性基于經驗和相鄰個體調整位置,雌性則會被“最優雄性”吸引。

在每次迭代過程中,蜉蝣算法還會基于位置變更和交配產生后代蜉蝣的情況來重新計算適應度。該算法被應用于優化問題求解,在解決復雜問題時表現出色。蜉蝣算法的相關研究方興未艾。

除了算法,人們利用蜉蝣還開發了一種休閑娛樂活動的玩法。

釣魚的人估計聽過,甚至用過一種特殊的“飛蠅釣”。飛蠅釣是指用模擬蜉蝣等水生昆蟲的仿生誘餌,來誘騙一些特定的捕食性魚類上鉤。

蜉蝣形狀的飛蠅誘餌對鱒魚最為有效,可謂釣鱒魚必備。為了更好地欺騙虹鱒魚,蜉蝣飛蠅釣餌的細節非常講究,甚至還原了蜉蝣腹部的尾須結構。形態如此逼真的釣餌,再配合上釣手的拽線動作,哪條鱒魚看了不迷糊。

蜉蝣不僅是魚類鳥類的獵物,人類也將它們視為美食。

昆蟲吃起來高蛋白嘎嘣脆已經不是啥新鮮事了,西南地區炸竹蟲和東北地區烤蠶蛹都遠近聞名。

全世界共有19種蜉蝣走上了人類的餐桌,吃蜉蝣的地方主要是馬達加斯加、巴布亞新幾內亞和印度尼西亞等十個國家。

人類烹制蜉蝣的方法,還挺豐富多樣。有將蜉蝣曬干后裹上面粉,制成面糊再做成餅干的。有用香蕉葉包住一坨蜉蝣后,扔到火坑里煨熟的。

蜉蝣婚飛擾亂人類生活 解決之道在于燈光

蜉蝣婚飛再壯觀好看,蜉蝣再有益水質,還是得解決蟲群影響居民生活的問題。

有關蜉蝣趨光性的研究,或許能提供一些解決思路。

某些特定波長的燈光對蜉蝣有顯著吸引力,比如波長較短的藍光和綠光。在橋梁上游放置藍綠燈光設備,可能會使蜉蝣定向聚集,相對遠離橋梁。

除了波長,蜉蝣還對白光LED燈的色溫表現出明顯趨性。蜉蝣更喜歡4800K高色溫,而討厭2200K低色溫。將橋梁照明設施替換為低色溫LED光源,或許也是個不錯的辦法。

或許在未來,改良光照設備能夠降低蜉蝣婚飛對人類生活的影響。那時,河流上忙活的蜉蝣們可以繼續行使生命的輪回。橋梁上忙碌的人們,也可以安全通行,奔赴目的地。二者互不相擾,和諧共存。

作者:北京林業大學野生動植物保護與利用碩士葛應強

審核:中科院上海昆蟲博物館研究員級高級工程師殷海生

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(責編:李慧博、吳昊)

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