一只手,一只螳螂,一朵野胡萝卜花。而这里的“温柔”,是一个可以测量的物理条件。

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截图来源:National Geographic Photo of the Day · 原始页面

今天国家地理每日一图的标题只有三个词:A Helping Hand(一只帮忙的手)。

画面在纽约州卡茨基尔山区的阿肖坎水库(Ashokan Reservoir)边,一只手正把一只螳螂引向一朵野胡萝卜花。摄影师 Grade Solomon 对国家地理说:

我拍照时一直在找温柔和敏感。我觉得这两种品质很容易被忽略,尤其是在一片显得辽阔或者壮观的风景里。我朋友和这只螳螂之间那个小小的动作,就是我想留住的细节。

我本来以为这是一篇关于“温柔”的软文章。查完资料之后发现不是。

那只手必须动。如果它不动,螳螂几乎看不见它。

这不是比喻。

螳螂的三维视觉,用的是一套和我们完全不同的算法

2016 年,英国纽卡斯尔大学的一个团队干了一件很好笑、也很严肃的事:他们给螳螂戴上了 3D 眼镜。

做法是把蜂蜡和松香融化,用它把两片不同颜色的滤光片(一绿一蓝)分别贴在螳螂的左右眼上。然后让螳螂看屏幕上的虚拟猎物。结果是:当画面被做成“猎物浮在屏幕前方”的视差条件时,螳螂扑击的次数显著高于对照组。论文发表在《Scientific Reports》上,结论句很干脆:我们由此确定地证明了螳螂具有立体视觉。

这已经够有意思了。但真正的反转在两年后。

2018 年,同一个团队在《Current Biology》上发表了后续研究,标题叫《螳螂身上一种新形式的立体视觉》。他们发现螳螂的三维视觉和我们的不是同一套原理。

人类的立体视觉是这样工作的:左右眼各得到一张略有差别的图像,大脑逐点比对两张图上的花纹,找出对应的点,再由位置差算出距离。这套算法很强,但有个前提——两只眼睛看到的图案必须能对上。

螳螂不这么干。它不比对花纹。它只做一件事:在两眼的图像里找出亮度正在变化的区域,然后比较这些区域在两眼之间的位置差。

后果非常反直觉。论文摘要里的三句话值得原样翻译过来:

第一,螳螂能在两眼图像完全不相关的随机点图里判断出深度——这种图对人类的立体视觉是完全无解的。

第二,没有任何证据表明螳螂的立体视觉对静止图像起作用。

第三,在两眼的亮度图案对不上的时候,这些昆虫判断立体距离的表现胜过人类观察者。

现在回到那张照片。

一只静止的手,对螳螂的深度感几乎不存在。手一动,它才在三维里“跳”出来。 所以那只慢慢靠近的手,正好停在螳螂视觉世界的一个临界点上——慢到不触发扑击或逃跑,却又必须在动,否则螳螂根本不知道它有多远。

这就是我说“温柔是一个可测量的物理条件”的意思。在这张照片里,慢和动不是拍摄技巧,是螳螂那套视觉算法给出的唯一解。

(不要说螳螂是“唯一有立体视觉的动物”。研究者 Jenny Read 的综述用词是“迄今唯一被证明具有立体视觉的昆虫”,而立体视觉在头足类——比如乌贼——身上也已被证明。)

它其实会为慢的猎物放慢

还有一项研究,和上面这条严丝合缝地咬在一起。

2020 年发表在《Biology Letters》上的一项研究(Rossoni 与 Niven,研究物种是马达加斯加的一种大理石螳螂,不是北美的种)用 200 帧/秒的高速摄影拆解了螳螂的捕击动作。数字先摆出来:捕击总时长的中位数是 100 毫秒,全距 60 到 290 毫秒(接近相位中位 67.5 毫秒,扫掠相位 35 毫秒)。

但比速度更有意思的是结构。螳螂的捕击不是一个固定的弹射反射,它会根据猎物的速度调整:

猎物接近得慢时,捕击的接近相位也更慢,而且会插入停顿;猎物接近得快时,接近相位很快,停顿消失。

具体的比例是:面对慢速猎物(200 毫米/秒),56% 的捕击里出现了停顿;中速(330 毫米/秒)降到 25%;快速(730 毫米/秒)只有 9.4%。

所以一只慢慢靠近的手,在螳螂那边触发的不是全速反击,而是放慢、观察、带停顿的接近。照片里那个平静的瞬间,是双方都在放慢。

顺便一提,“比眨眼还快”这个常见的类比未能核实人类眨眼的时长,所以不用它。

它胸口有一只耳朵,只用来听蝙蝠

这一段是额外的赠品,但太好了,不能不写。

螳螂在胸部的正中线上长着一只耳朵——不是一对,是一只,位于后胸。1986 年 David Yager 与 Ronald Hoy 在《Science》上发表的发现论文,标题就叫《独眼巨人之耳:螳螂的一种新感觉》。

据国家地理自己的报道,这只耳朵位于它胸口的中央,能感知 2 万赫兹以上的频率——刚好超出人类的听觉范围。这个频段是谁在用?蝙蝠。而螳螂听到蝙蝠的回声定位声波之后的反应,是一个急降的螺旋俯冲,报道称成功率约 80%。同一篇报道里,研究者 Yager 与研究生 Jeffrey Triblehorn 还发现了一件很怪的事:在蝙蝠击中螳螂前 300 毫秒,螳螂的听觉神经会完全静默。

(80% 与 300 毫秒这两个数字目前我只找到国家地理的报道作为来源,没能取到对应论文原文,所以标明出处。)

一只虫子,为了一种只在夜里出现的天敌,在胸口长了一只耳朵。演化不做多余的事——它长这只耳朵,就说明蝙蝠杀死过足够多的螳螂。

照片里那是哪一种螳螂?我不知道,但可以说说概率

诚实先行:没有任何来源鉴定过这张照片里的物种,所以我不能指定。

八月的纽约州,可能出现的螳螂有三种:

卡罗来纳螳螂(Stagmomantis carolina)是本土种,体长约 5 到 6 厘米,翅比较短,腹部露出来的部分多一些。

欧洲螳螂(Mantis religiosa)体长约 7.5 厘米,1899 年首次在纽约州罗切斯特被发现。它有一个最可靠的识别特征:前足基部靠近身体的下侧有一个斑点,可以是纯黑的,也可以是黑底白心——后者就是所谓的“靶心”。

中华螳螂(Tenodera sinensis)是三者中最大的,也是北美最大的螳螂,最大可超过 10 厘米(不同来源的测量口径不一,有给雄 3 英寸、雌 3⅜ 英寸的,也有给“略超过 11 厘米”的)。褐色个体身上常有一条纵向的淡绿色带。

而中华螳螂到北美的经过是这样的:大约在 1896 年,它随苗圃货物意外抵达了美国,地点是宾夕法尼亚州费城的 Mt. Airy 街区,据说是一位苗圃工人无意间带来的。(伊利诺伊大学推广部的说法是 1897 年“首次被注意到”,这两个年份的差别很可能是“引入”与“首次记录”之别。)

那么它原产哪里?

中国、日本和朝鲜半岛。

所以这里有一个给中文读者的小小重逢:北美最大的那种螳螂,祖籍在中国。 你小时候在草丛里、在纱窗上见过的那种大螳螂,很可能就是这个物种。今天这张纽约州的照片,对我们不完全是异国见闻。

(如果你想接一句文化上的话:螳螂拳,字面就是“praying mantis fist”,传说由王郎创于山东。但要说清楚——年代本身就有两说,多数传说把王郎放在明末清初、约 1650 年前后,也有说创于宋代的;而且很多武术学者怀疑王郎其人是否存在,认为螳螂拳是山东本地几种拳法融合的产物,有的传说甚至把《水浒传》里的虚构人物列进了源流。它的拳理概括起来是先化解、再精准——用鞭子似的圆转动作卸掉直来的攻击,随后快打要点。有趣的是,前面那项高速摄影研究显示,真正的螳螂对慢速接近的猎物会放慢并加入停顿,只对快速目标才全速出击。古人从螳螂身上看出的那点“缓与急的分寸”,两千年后被 200 帧/秒的相机量化了。这只是一个漂亮的类比,不是说古人“知道”了现代发现。)

顺手拆一个流传了七十年的谣言

既然说到螳螂,必须处理一件事:“打死螳螂要被罚款”“螳螂受法律保护”——这是谣言,从来都不是真的。

宾州州立大学推广部园艺志愿者项目的区域协调员 Lois Miklas 说得非常干脆:

打死螳螂会被罚款这个说法起源于 1950 年代,至今还在流传。它不是真的,而且从来都不是。

有意思的是这个谣言为什么活得这么久。我在检索这个问题时发现,搜索结果的首页几乎全是内容农场和除虫公司的 SEO 页面,它们互相抄袭、说法还不一致。这个谣言不死,是因为占据搜索结果的不是昆虫学家。 这件事本身值得记住——下次遇到一个“大家都这么说”的自然常识,去找一找大学推广部、博物馆或者政府机构的页面。

顺便更正一个也很流行的说法:纽约州的州昆虫不是螳螂,而是九星瓢虫(Coccinella novemnotata),1989 年确立。这个反讽在康涅狄格州才成立——康州的州昆虫是欧洲螳螂(1977 年 10 月 1 日正式确立),而康州官方的介绍页自己就写着:欧洲螳螂并非康涅狄格的本土物种,它原产于北非、南欧和亚洲的温带地区。

一个州把一种外来昆虫定为州虫,并且在官网上老实承认了。这也算一种诚实。

那朵花中央的深紫色小点,达尔文猜过,至今没人说清

照片里那朵花是野胡萝卜(Daucus carota),也叫“安妮女王的蕾丝”(Queen Anne's lace)。它是栽培胡萝卜的野生祖先;在北美它不是本土植物,是殖民者作为药用植物带过去、后来归化的。

它的花是一个平顶的伞形花序,上面可以有多达一千朵极小的白花。而在这一大片白色的正中央,常常有一朵深紫色的小花。

这朵小花是干什么用的?

科学界至今没有定论。 而这正是它最值得讲的地方。

达尔文认为它是一个退化的残迹,没有功能。后来的假说层出不穷:它是在模拟一只昆虫,好让路过的虫子以为这里已经有同伴在取食(2009 年《Plant Species Biology》上有一篇论文的标题直接就是“它是昆虫拟态吗?”);它是远距离或近距离的吸引信号;它是一个驱避信号;它是抗食草的防御。2013 年同一份期刊上另一篇论文的标题干脆把三种竞争假说并列:《野胡萝卜深色中央小花的功能:吸引、导引,还是驱赶?》

2018 年《Journal of Pollination Ecology》上一项做了实际操作的研究给出的答案是“看情况”:在种群平均高度(120 厘米)时,有没有那朵深色小花,访花量没有差别;但在最低的高度(81 厘米)时,保留深色小花的花序访花量显著更高。研究者的结论是,起作用的是花序的高度而不是直径,而这朵小花的功能取决于生态情境——取决于当地的访花者群落,也取决于周围花的主流表型。他们还提到一个很说明问题的现象:不同类群的访花者对移除这朵小花的反应,在不同地点不同,甚至在同一个种群的不同年份都不同。

所以:一个从达尔文那时候就有人猜、争了一百五十年、到今天还没有共识的问题,就藏在一朵路边最常见的白花的正中央。

而这个问题,一个孩子真的可以自己去看。 去数一数身边的野胡萝卜有多少朵有那个深紫小点,有多少朵没有;蹲下来看看有没有虫子落在那个点上,落在上面的是什么虫。这不是做作业,这是真的还没有答案。

一条能救命的规矩

不过野胡萝卜有一个近亲,认错了会死人。所以这一段必须写。

毒芹(Conium maculatum)和野胡萝卜长得很像,都是伞形科的白花。区别最可靠的一条在茎上:

野胡萝卜的茎密布粗毛。毒芹的茎光滑无毛,而且带红色或紫色的斑点——成熟时紫斑会连成一片,让整根茎看起来发紫。另外野胡萝卜按宾州州立推广部的说法“很少超过两英尺高”,而毒芹第二年能长到 3 到 6 英尺;毒芹的花序中央没有那朵深色小花。还有一种致命的相似种叫水毒芹(Cicuta maculata)。

一句话记住就够了:有毛的茎才是野胡萝卜;光滑、带紫斑的,退后。

更简单的底线是:看,不要摘;不要去嗅折断的茎;不要采食任何伞形科的野花。 这条规矩其实是这张照片的延伸——那只手可以引导一只螳螂,但不该去碰一株它认不出的植物。

(一处坦白:宾州州立的页面只写了毒芹“对人和动物有毒”,没有给出具体的毒素名称,所以这里也不写。)

现在说这片风景真正的身份:一千万人的滤芯

前面一直在说螳螂和花。但这张照片的地点,本身就是一个关于“为什么要保护荒野”的故事——而且它是用自来水讲的。

阿肖坎水库由纽约市环境保护局(DEP)拥有和管理。它 1907 年动工,1915 年投入使用,靠拦截 Esopus Creek 形成,满蓄容量 1229 亿加仑,位于纽约市以北 73 英里,靠一条 92 英里长的卡茨基尔引水渠把水送进城。非干旱期,它供应纽约市约 40% 的日常饮用水。纽约州环保厅给的数字:水面 8315 英亩,岸线 44.3 英里,最大水深 180 英尺,由 5.5 英里长的坝与堤围成。

它的名字 “Ashokan” 意思是“鱼之地”。这个名字在被水淹没之前,就已经是关于水的了。

而它的代价是具体的:约 2000 名居民被迫迁离,12 个社区被淹。 仅西盆地一处就拆除或搬迁了 504 栋住宅、9 家铁匠铺、35 家商店、10 座教堂、10 所学校、7 家锯木厂和 1 家磨坊;还迁移了近 12.5 英里的铁路线;墓地被迁葬。有些社区在岸边重建后活了下来——West Shokan、Olivebridge、Ashokan、Shokan;另一些,比如 Brown's Station,今天只剩公路边的一块历史标牌。

现在说那个我读到时坐直了的事实。

纽约市的自来水不过滤。

美国国家科学院 2020 年那份《纽约市流域保护计划评估》里的原话是:卡茨基尔/特拉华系统合起来,是全美国最大的未过滤供水系统,主要处理手段是氯消毒和紫外线消毒。这套系统每天供应约 10 亿加仑水,服务纽约市 850 万以上人口,加上邻近几个县约 100 万人;而它全靠重力,从上游三个流域2000 平方英里的土地上取水。纽约市环保局 2026 年 4 月的新闻稿把服务人口写作“接近 1000 万”。

这个豁免有个正式名字,叫“免过滤认定”(Filtration Avoidance Determination),由纽约州卫生部签发(不是环保署——纽约州已获授权代行相关执行权)。1997 年的一份备忘录协议确立了它的要求,国家科学院分别在 1999 年和 2020 年做过两轮评估。纽约市环保局目前正在与州卫生部磋商,把这个豁免再续 10 年。

为什么这件事重要?

因为纽约市省下了一座过滤厂——代价是它必须让上游的森林保持森林。

水不是在厂里变干净的。它是在树根之间、在土壤里、在苔藓和溪流里变干净的。一天十亿加仑的饮用水,押在卡茨基尔的林地上。

所以,今天这张照片里那朵野胡萝卜脚下的土,就是纽约市一千万人的滤芯。

保护荒野在这里不是情怀,是一张每天都要兑付的账单。

而他们把它开放了

最后一件事,是这个故事最反直觉的收尾。

纽约市并没有把这片水源地围起来赶人走。2019 年秋天,阿肖坎铁道步道(Ashokan Rail Trail)开放了。

它长 11.5 英里(约 18.5 公里),沿水库北岸从 West Hurley 走到 Boiceville,由厄尔斯特县与纽约市环保局历史性合作规划建成。免费,日出到日落全年开放,不需要环保局的通行证。可以徒步、遛狗(须牵绳)、骑行、跑步、观察自然,冬天可以越野滑雪和穿雪鞋。三个入口分别在 Woodstock Dike、Ashokan Station 和 Boiceville Bridge。

(区别一下:走步道不需要许可证;但要在水库里钓鱼或划船,需要免费的环保局流域通行证。水库里有褐鳟、虹鳟、小口黑鲈、白鲈、玻璃梭鲈等等,每年春天放流超过 16000 尾褐鳟,禁止冰钓。周边也是观察白头海雕的地点之一。)

一座城市把自己的命脉水源开放给公众散步——因为让人们爱上它,本身就是保护它的一部分。

最后说说拍照的人

我查 Grade Solomon 的时候,发现了一件让整张照片突然说得通的事。

他不是野生动物摄影师。

他 1999 年生,韩裔美国人,住在纽约皇后区的 Ridgewood,做的是人像与编辑摄影。2022 年从弗吉尼亚联邦大学取得 BFA。他是 2026 年 Hopper Prize 得主,作品曾入围史密森尼国家肖像画廊的 Outwin Boochever 人像竞赛并随巡展展出(2022 至 2024 年)。他的作品见于《纽约时报》和《纽约》杂志;画册《Twist》被光圈基金会(Aperture)与普瑞特艺术学院收藏,其他机构收藏包括哈佛大学美术图书馆和纽约公共图书馆。

一个二十六岁的人像摄影师,作品进了国家肖像画廊和哈佛的收藏。而他把镜头对准一只虫子时,拍到的还是关系:这张照片的主体不是螳螂,是一只手和一只螳螂之间那个动作。他自己的措辞是“我朋友和这只螳螂之间那个小小的动作”——那是他朋友的手。这仍然是一张关于人的照片。

这大概是今天这张图最想说的事,也是这个专栏一直想告诉孩子的事:

你不需要先成为一个博物学家,才有资格认真地看一样东西。 你需要的只是蹲下来,和一只愿意慢一点的手。

而它必须在动。否则螳螂看不见它。


图片:国家地理每日一图(Nat Geo Photo of the Day)· 摄影 Grade Solomon, Nat Geo Image Collection · 原始页面。


资料来源

国家地理每日一图 2026 年 8 月 14 日《A Helping Hand》图片页、Nityananda et al.《Scientific Reports》2016(螳螂 3D 眼镜实验)与《Current Biology》2018(螳螂立体视觉的新机制)、Read《Phil. Trans. R. Soc. B》2022 综述、Rossoni & Niven《Biology Letters》2020(捕击速度与结构)、Yager & Hoy《Science》1986(螳螂的单耳)与国家地理关于螳螂听觉的报道、伊利诺伊大学推广部与北卡州立大学推广部螳螂鉴定与卵鞘资料、肯塔基大学昆虫学、犹他州立大学与堪萨斯州立大学推广部(螳螂作为生物防治的评估)、宾州州立大学推广部(毒芹鉴定;Lois Miklas 关于“打死螳螂罚款”谣言的说明,经 LancasterOnline 报道)、康涅狄格州政府州徽记页与 statesymbolsusa 纽约州昆虫页、威斯康星大学麦迪逊分校推广部与北卡州立植物图鉴(野胡萝卜)、Goulson et al. 2009 与 Polte & Matthies 2013《Plant Species Biology》、Gonzalez et al.《Journal of Pollination Ecology》2018(深色小花的情境依赖)、Nyffeler et al.《Wilson Journal of Ornithology》2017(螳螂捕食鸟类的全球综述)、纽约市环境保护局阿肖坎水库页与 2026 年 4 月新闻稿、纽约州环保厅阿肖坎水库页、美国国家科学院《纽约市流域保护计划评估》2020、维基百科阿肖坎水库条目、Ashokan Rail Trail 官网与厄尔斯特县资料、Lost Ladybug Project 与康奈尔大学 2011 年九星瓢虫再发现报道、《当公民科学在法国凸显外来入侵物种》(2020)、iNaturalist “Mantis mania” 项目、Grade Solomon 个人网站及 Booooooom、WhiteWall、LensCulture、Musée Magazine 等报道。