德阳吧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
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。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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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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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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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。
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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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。
图片来源：作者汉化自flow-mer.org.au
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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。
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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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。
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。
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。
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。
两种 LED 灯吸引蜉蝣能力对比（左：高色温；右：低色温）
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或许在未来，改良光照设备能够降低蜉蝣婚飞对人类生活的影响。那时，河流上忙活的蜉蝣们可以继续行使生命的轮回。桥梁上忙碌的人类们，也可以安全通行，奔赴目的地。二者互不相扰，和谐共存。
为解决蜉蝣婚飞问题进行的灯光优化实验图片来源：参考资料2017
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参考文献
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[2]Egri A, Száz D, Farkas A,et al. Method to improve the survival of night-swarming mayflies near bridges in areas of distracting light pollution. Royal Society Open Science, 2017, 4(11): 1-9.
[3]Feng Y, Chen X, Zhao M,et al. Edible insects in China: Utilization and prospects. Insect Science. 2018,25(2):184-198.
[4]Jacobus L, Macadam C, Sartori M. Mayflies (Ephemeroptera) and Their Contributions to Ecosystem Services. Insects, 2019, 10(170): 1-26.
[5]Lenat, D. Water Quality Assessment of Streams Using a Qualitative Collection Method for Benthic Macroinvertebrates. Journal of the North American Benthological Society, 1988,7:222-233.
[6]Miyatake T, Suge T, Suzaki S,et al. Swarming and mating behavior inEphemera orientalisMclachlan, 1875 (Ephemeroptera: Ephemeridae) with morphological analyses. Journal of Asia-Pacific Entomology, 2021, 24: 376-382.
[7]赵文丹,韩雪. 蜉蝣算法在供应链库存优化中的应用. 科学技术与工程.2024, 24(01): 274-280.
[8]https://en.wikipedia.org/wiki/Mayfly
策划制作
作者丨葛应强北京林业大学野生动植物保护与利用 硕士
审核丨殷海生中科院上海昆虫博物馆 研究员级高级工程师
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