撰文
七君
来源
把科学带回家(ID:steamforkids)
大家可能注意到了,小时候下雨前后会有很多蜻蜓,但是现在城市里蜻蜓比较少见,哪怕是下雨也带不出几只。蜻蜓作为环境指示生物,在全世界的数量都在下降。
栖息地的减少和污染固然是导致蜻蜓数量下降的重要因素,但另一大因素说出来你可能不信,那就是玻璃窗、马路和汽车。
蜻蜓的童年是在水里度过的,它们的爹妈也是在水上高难度“比爱心”生baby的,所以它们最中意的就是水景房。
呂宋灰蜻(Orthetrumluzonicum)比爱心。图片来源:wikipedia
人类是靠眼睛找水,蜻蜓也差不多,但是它们依靠的是光的特殊性质:偏振光。
我们之前介绍过,光在传播的时候,还有这样和传播方向垂直的振动——
阳光相当于动图左边,是各种偏振光的大杂烩,没有明显的偏振。但是阳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,因为在人类出现前的世界,能产生水平偏振光真的就只有水而已。
根据根据菲涅耳方程,去极化的光(如阳光)照射到水平面上,反射光是水平方向的线偏振光。
所以,在演化的过程中,水平偏振光是蜻蜓最信赖的学区房标志了。除了蜻蜓,大部分水生昆虫,如蜉蝣、石蛾、虻、龙虱也是利用水平偏振光找水源的。
柏油路面和汽车吸引了大量蜉蝣群集,蜉蝣寿命很短,只有几日甚至几小时,成虫集体交配然后死亡。图片来源:(DOI)10./beheco/arx
但是人类来了以后一切都不一样了。工业文明后出现了越来越多能够产生偏振光的人造物,比如太阳能板、玻璃墙面、汽车玻璃、柏油路面,还有水平的黑色墓碑。
更惨的是,水生昆虫喜欢高偏振度,也就是偏振光占比比较高的光,因为偏振度和水深以及浑浊程度有关。浅水的偏振度比较小,高度偏振的水平偏振光标志着深水。
和人造物的偏振度相比,自然水体的偏振度很低。自然水体能使30-80%的反射光成为水平偏振光,但是人造物可以使95-%的反射光变成偏振光,也就是说偏振度可以达到95-%。
越黑滑的表面,偏振度越高,这被称为乌诺夫效应(Umoweffect)。大家可以看到,几种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体(a)的偏振度的对比,颜色越深表示偏振度越大。图片来源:(doi)10./
因此,黑滑平的人造材料也更吸引水生昆虫。蜻蜓很容易受到柏油路、黑色塑料大棚、深色汽车、深色墓碑、深色玻璃以及太阳能板发出的水平偏振光的影响,趴到上面嘿嘿嘿,最终逐渐走向灭门。
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