15厘米厚的虫子布滿道路，竟是環境變好征兆？

驻在平安夜前夕

2024年09月19日08:51 | 來源：人民網-科普中國

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”，竟是由無數小虫子組成。密密麻麻的虫子們在不停扭動身體，令人頭皮發麻。

原來這些虫子正是古詩詞中經常出現的“蜉蝣”。“蜉蝣朝生而暮死”和“寄蜉蝣於天地”，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並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

蜉蝣是一類水生昆虫，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。

羽化后的蜉蝣成虫壽命非常短，大多數種類的成虫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），其成虫存活時間僅有不到5分鐘。在這極為有限的時間裡，蜉蝣成虫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。

蜉蝣成虫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，用來准確尋找和抓握雌性。

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虫期結束。水中的卵將孵化成稚虫，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虫，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。

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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裡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，來源於三類昆虫的英文名：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虫都生活在清澈潔淨的水流中，且耐污能力差，所以它們數量多意味著水質好。

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蜉蝣雖小 益處頗多

蜉蝣婚飛的特殊現象，給人類帶來的也並非隻有不便。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。

這套算法聚焦於雄性及雌性蜉蝣的移動策略以及它們交配的過程，其中雄性基於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，蜉蝣算法還會基於位置變更和交配產生后代蜉蝣的情況來重新計算適應度。該算法被應用於優化問題求解，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虫的仿生誘餌，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。

昆虫吃起來高蛋白嘎嘣脆已經不是啥新鮮事了，西南地區炸竹虫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。有將蜉蝣晒干后裹上面粉，制成面糊再做成餅干的。有用香蕉葉包住一坨蜉蝣后，扔到火坑裡煨熟的。

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蜉蝣婚飛擾亂人類生活 解決之道在於燈光

蜉蝣婚飛再壯觀好看，蜉蝣再有益水質，還是得解決虫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：中科院上海昆虫博物館研究員級高級工程師殷海生

                               
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红影

原来是水质变好的象征，真不错。

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红影 发表于 2024-9-20 19:39
原来是水质变好的象征，真不错。

15 厘米厚的虫子，布满道路，惨死车轮下！而这竟是环境变好的征兆……

蝌蚪五线谱 2024-09-12 22:30:18

                               
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近日，湖南常德沅江流域“下雪”了，沅水大桥竟然出现了十厘米厚的“积雪”！桥上车辆因路面打滑失控引发车祸，导致大桥交通拥堵。

细看这“雪”，竟是由无数小虫子组成。密密麻麻的虫子们还在不停扭动身体，令人头皮发麻。

原来这些虫子正是古诗词中经常出现的“蜉蝣”。“蜉蝣朝生而暮死”和“寄蜉蝣于天地”，说的都是它。

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这九月飞雪不是天气异变，而是一场蜉蝣集体出现并交配所造成的浩大奇观，科学家把这种习性称为“婚飞”。

                               
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图片来源：三湘都市报

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蜉蝣婚飞

短暂生命绽放的瞬间

蜉蝣是一类水生昆虫，幼年时期在水中度过，成年后在水面活动。

平常，蜉蝣的身影难以一见。但到了特定时候，蜉蝣们就会一同从水中羽化出现。它们就跟商量好了一样，一起在水上翩翩飞舞，形成遮天蔽日的庞大种群。

有生态学家认为，蜉蝣这种周期性大规模出现的规律是一种特殊的演化策略，通过群体的掩护来降低个体被猎杀的可能性。

                               
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图片来源：flickr.com

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羽化后的蜉蝣成虫寿命非常短，大多数种类的成虫期仅能维持一到两天，因此古人常用蜉蝣来感叹时光易逝。

最短命的蜉蝣是一种无爪蜉（Dolania americana），其成虫存活时间仅有不到 5 分钟。在这极为有限的时间里，蜉蝣成虫要尽快完成自己的交配使命。除了交配，其他事情都显得次要。

蜉蝣成虫的形态也在朝着高效繁衍的方向发生变化。它们的口器已经发生退化，失去了进食的功能。一些种类的雄性还有发达强健的复眼和前足，用来准确寻找和抓握雌性。

                               
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图片来源：commons.wikimedia.org

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图片来源：chesapeakebay.net

在集体婚飞完成交配后，雄性蜉蝣完成了任务便会率先死去。而雌性蜉蝣还吊着最后一口气，它们在生命终结前还有最后一件事要做。雌性蜉蝣会在水面附近盘旋，寻找合适的产卵位置，将后代产入水中随即死去。

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至此，这一代蜉蝣短暂的成虫期结束。水中的卵将孵化成稚虫，延续下一代的故事。经过长达一年至数年的生长发育，下一代蜉蝣便会浮出水面变为成虫，再次上演婚飞大戏。

婚飞既是蜉蝣生命的终点也是起点，千万年来这样的轮回周而复始。

                               
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图片来源：stroudcenter.org

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图片来源：mavink.com

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蜉蝣婚飞扰人

但对环境益处不小

当蜉蝣的婚飞规模过大时会造成生活不便，比如这次湖南沅水大桥的车祸。但蜉蝣婚飞对大自然来说，却是一件有着两大益处的好事。

1

蜉蝣作为食物链的一环滋养着多种动物

幼年时期的蜉蝣在水里以腐殖质和藻类植物为食，是河流生态系统中的初级消费者。诸多鱼类鸟类又以蜉蝣为食，河流生态系统的物质和能量得以向更高级流动。

                               
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图片来源：作者汉化自flow-mer.org.au

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图片来源：flickr.com

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2

蜉蝣出没往往代表着水质良好

水质监测时不仅要测量 pH、溶解氧等理化参数，还会用到与蜉蝣相关的生物指标——EPT 指数。

EPT指数的名字，来源于三类昆虫的英文名：E=Ephemeroptera（蜉蝣所属的蜉蝣目）、P=Plecoptera（石蝇所属的襀翅目）和T=Trichoptera（石蛾所属的毛翅目）。

以蜉蝣为首的这三类水生昆虫都生活在清澈洁净的水流中，且耐污能力差，所以它们数量多意味着水质好。

                               
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图片来源：作者汉化自参考资料 Lenat，1988

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蜉蝣虽小，益处颇多

蜉蝣婚飞的特殊现象，给人类带来的也并非只有不便。有科学家受这种现象的启迪，开发出一套名为“蜉蝣算法”的群智能优化算法。

这套算法聚焦于雄性及雌性蜉蝣的移动策略以及它们交配的过程，其中雄性基于经验和相邻个体调整位置，雌性则会被“最优雄性”吸引。

在每次迭代过程中，蜉蝣算法还会基于位置变更和交配产生后代蜉蝣的情况来重新计算适应度。该算法被应用于优化问题求解，在解决复杂问题时表现出色。蜉蝣算法的相关研究方兴未艾。

                               
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图片来源：cnki.net

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除了算法，人们还利用蜉蝣还开发了一种休闲娱乐活动的玩法。

钓鱼的人估计听过，甚至用过一种特殊的“飞蝇钓”。飞蝇钓是指用模拟蜉蝣等水生昆虫的仿生诱饵，来诱骗一些特定的捕食性鱼类上钩。

蜉蝣形状的飞蝇诱饵对鳟鱼最为有效，可谓钓鳟鱼必备。为了更好地欺骗虹鳟鱼，蜉蝣飞蝇钓饵的细节非常讲究，甚至还原了蜉蝣腹部的尾须结构。形态如此逼真的钓饵，再配合上钓手的拽线动作，哪条鳟鱼看了不迷糊。

                               
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图片来源：img.kwcdn.com

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蜉蝣不仅是鱼类、鸟类的猎物，人类也将它们视为美食。

昆虫吃起来高蛋白嘎嘣脆已经不是啥新鲜事了，西南地区炸竹虫和东北地区烤蚕蛹都远近闻名。

全世界共有 19 种蜉蝣走上了人类的餐桌，吃蜉蝣的地方主要是马达加斯加、巴布亚新几内亚和印度尼西亚等十个国家。

人类烹制蜉蝣的方法，还挺丰富多样。有将蜉蝣晒干后裹上面粉，制成面糊再做成饼干的。有用香蕉叶包住一坨蜉蝣后，扔到火坑里煨熟的。

                               
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鳟鱼：“谁跟我抢吃的？！”图片来源：thefield.co.uk

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蜉蝣婚飞扰乱人类生活

解决之道在于灯光

蜉蝣婚飞再壮观好看，蜉蝣再有益水质，还是得解决虫群影响居民生活的问题。

有关蜉蝣趋光性的研究，或许能提供一些解决思路。

                               
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图片来源：arrowexterminators.com

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某些特定波长的灯光对蜉蝣有显著吸引力，比如波长较短的蓝光和绿光。在桥梁上游放置蓝绿灯光设备，可能会使蜉蝣定向聚集，相对远离桥梁。

除了波长，蜉蝣还对白光 LED 灯的色温表现出明显趋性。蜉蝣更喜欢 4800K 高色温，而讨厌 2200K 低色温。将桥梁照明设施替换为低色温 LED 光源，或许也是个不错的办法。

                               
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两种 LED 灯吸引蜉蝣能力对比（左：高色温；右：低色温）