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夏天路过池塘边,你多半见过这一幕:两只蜻蜓纠缠在一起,绕着圈你追我赶,急转、爬升

夏天路过池塘边,你多半见过这一幕:两只蜻蜓纠缠在一起,绕着圈你追我赶,急转、爬升、俯冲,看上去乱成一锅粥。

英国帝国理工学院和中国台湾台北市立动物园的研究者,最近真的把这场“乱斗”拆开研究了。他们发现,雄性蜻蜓的空中格斗虽然看着眼花缭乱,背后却由几条简单规则驱动。相关论文发表在《英国皇家学会界面杂志》(Journal of the Royal Society Interface)上。

先说说它们为什么打架。成年雄蜻蜓会守卫一段池塘或溪流的岸边,这是它们的地盘,也是吸引雌蜻蜓的资本。有竞争者闯入,双方就会升空缠斗,一圈一圈地盘旋追逐,直到一方退让。

这种打斗和捕猎完全不同。蜻蜓追猎物时,双方各有优劣,一个快、一个灵活,追逐很快分出结果。而两只雄蜻蜓实力相当,谁也不让谁,格斗就成了一场更极端的较量。论文第一作者、帝国理工学院的塞缪尔·法比安说,正是这种和捕食行为的反差,让他们想搞清楚两个问题:每一瞬间的飞行动作由什么规则决定?蜻蜓打架到底想达成什么目的?

要回答这些,先得看清它们怎么飞。研究团队在中国台湾台北市立动物园拍摄了晓褐蜻(Trithemis aurora)的格斗场面。设备是两台同步的高速摄像机,从两个角度同时拍摄,就能把飞行轨迹还原成完整的三维路径,而不只是一段平面录像。

他们一共记录了100多场空中格斗,重建出对战双方每一秒的三维轨迹,算出速度、加速度和转弯速率,还算出了每一刻对手在对方视野里的相对位置。作为对照,他们同时拍下了蜻蜓捕食猎物的飞行。

结果验证了猜想。缠斗中的两只蜻蜓会频繁互换角色,刚才还是追的一方,转眼变成逃的一方,双方都在抢更有利的位置。而用“互相追逐加调节速度”这两条简单规则做的计算机模拟,就能复现出相似的飞行图案,完全不需要假设它们会什么高深战术。

和捕猎的关键区别也在这里。蜻蜓捕猎会一路加速撞上猎物,打架时却不会。一旦贴得太近,它就会主动减速。速度调节本身就是一种重要的控制手段,速度一变,整个格斗的图案就跟着变。

更出乎意料的发现是速度。蜻蜓是飞行好手,但格斗时它们飞得远低于自己的最高速度。道理其实不难懂:飞得慢,转弯才够急、够准。拼的不是蛮力冲刺,是谁能卡到更好的位置。而且别看打得激烈,它们大约1/3的时间其实在滑翔,顺便省点力气。

这套打法,研究者看着眼熟。法比安提到,蜻蜓的格斗行为和人类的空中格斗战术相当接近。3亿多年前就飞上天空的昆虫,和100多年前才造出战斗机的人类,面对相似的问题,拿出了相似的解法。原因可能在于,双方的视觉和反应能力都受到类似的限制,约束相似,策略就撞到了一起。

不过有个问题至今没答案:赢的为什么总是那几只?研究者观察到,某些个体能守住同一块地盘长达好几周。它们是天生更强壮、飞得更高明,还是用了别人不会的路数?目前还说不准。

下一步,团队打算用正在开发的新相机系统,在蜻蜓格斗时拍清它们的头部和身体细节。像素足够多,就能看出蜻蜓如何协调头和翅膀,在极短的延迟里死死咬住目标。搞明白这套机制,将来或许能搬到机器人身上。他们还想看看,同样的规则在蝴蝶、苍蝇这些身体结构迥异的飞行昆虫身上是否也管用。

自然界花了上亿年打磨出的算法,可能比我们想象的更简洁,也更强大。

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图一:一只雄性晓褐蜻(Trithemis aurora),图源:Fabian et al图二:蜻蜓的空中格斗遵循几条简单规则图三:研究团队的拍摄装置,图源:Fabian et al

信源:Fadelli, Ingrid. "Dragonfly aerial fights follow some simple rules." Phys.org, edited by Sadie Harley, 19 July 2026