為什麼昆蟲聚集在人工光源周圍？最新研究揭開謎團
我們常常看到昆蟲在夜晚環繞光源飛行，但其中的原因一直不明。近期的倫敦帝國大學的研究挑戰了一些長期以來的理論，比如昆蟲使用光源作為導航工具或被熱量吸引。該研究利用高解析度的 3D 動作追蹤技術，深入探究不同昆蟲物種與人工光源的互動。
與普遍認知相反，昆蟲並非直接飛向光源，而是展現出一種「背光反應」（Dorsal-Light Response, DLR），也就是將背部朝向最亮的光源。這種在自然環境中有助於昆蟲定向的行為，在人工光源附近卻會產生干擾，導致飛行軌跡混亂，例如盤旋、停滯或翻轉。研究發現，光源的強度和位置在這些行為中起著關鍵作用。散射且類似天空的光源能夠恢復昆蟲的正常飛行模式，這表明通過調整人工照明設計可以減輕其對昆蟲的負面影響。
該研究提出了一個基於 DLR 的模型，解釋了昆蟲在光源附近的飛行軌跡。這個模型假設昆蟲試圖將背部朝向最亮的光源，從而導致它們圍繞光源進行迂迴飛行。然而，該模型並非萬無一失。首先，研究指出部分昆蟲，例如天蛾和果蠅，似乎並不受人工光源的影響，這暗示了其他因素，如對特定波長的感知或抑制反應的機制。此外，這個模型主要適用於近距離的飛行行為，對於昆蟲遠距離如何被光源吸引仍無法完全解釋，也無法說明在凌晨或黃昏時，為甚麼昆蟲仍能正常飛行。
未來的研究應著眼於這些限制，深入探討昆蟲視覺系統對不同光譜的反應，並研究其他可能影響昆蟲飛行行為的因素(註)。這不僅能拓展我們對昆蟲行為的理解，也有助於制定更有利於昆蟲保育的照明策略，從而減少光污染對生態系統的負面影響。
註: 比方說，結合光流與角速度變化所估計出重力的方向，在數學上是可行的，並被使用在小型無人機上。
聲明: 本文使用了AI工具 (ChatGPT4)進行寫作輔助。
撰文：葉宸甫
參考文章
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2. Degen, Jacqueline, Mona Storms, Chengfa Benjamin Lee, Andreas Jechow, Anna Lisa Stöckl, Franz Hölker, Aryan Jakhar, et al. 2022. “Streetlights Affect Moth Orientation Beyond Flight-to-Light Behaviour.” bioRxiv.
3. Fabian, Samuel T., Yash Sondhi, Pablo E. Allen, Jamie C. Theobald, and Huai-Ti Lin. 2024. “Why Flying Insects Gather at Artificial Light.” Nature Communications 15 (1): 689.
4. Hsiao, H. S. 1972. “The Attraction of Moths (Trichoplusia Ni) to Infrared Radiation.” Journal of Insect Physiology 18 (9): 1705–14.
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