萤火虫为什么会发光？发光有什么用？
来源：本站原创 2019-08-28 08:51
2019年8月28日讯 /生物谷BIOON /——当第一次出现的时候，你可能并不确定你看到了什么。但你凝视着闪烁的光的方向，它又出现了--傍晚的第一只萤火虫。如果你生活在萤火虫的栖息地，很快就会有数十甚至数百只萤火虫飞来飞去，发出神秘的信号。萤火虫--在美国很多地方被称为萤火虫--既不是苍蝇也不是虫子。它们是软翅甲虫，与点击甲虫和其他甲虫有亲缘关系。它们生物学中最引人注目的方面是它们能发光--这种
2019年8月28日讯 /生物谷BIOON /——当第一次出现的时候，你可能并不确定你看到了什么。但你凝视着闪烁的光的方向，它又出现了--傍晚的第一只萤火虫。如果你生活在萤火虫的栖息地，很快就会有数十甚至数百只萤火虫飞来飞去，发出神秘的信号。
萤火虫--在美国很多地方被称为萤火虫--既不是苍蝇也不是虫子。它们是软翅甲虫，与点击甲虫和其他甲虫有亲缘关系。它们生物学中最引人注目的方面是它们能发光--这种能力在生物体中，称为生物发光，是相对罕见的。
作为一名昆虫学家，Clyde Sorenson研究昆虫的生态学和生物学，并教授相关知识。最近，他一直在试图了解他的家乡北卡罗来纳州萤火虫的多样性和生态学。萤火虫遍布北美，包括西部的许多地方，但在从佛罗里达到加拿大南部的大陆东部，它们数量最多，种类也最丰富。
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发光的甲虫
萤火虫通过结合一种叫做荧光素的化学物质、一种叫做荧光素酶的酶、氧气和细胞工作的燃料ATP，在腹部的特殊器官中产生光。昆虫学家认为它们通过调节氧气进入发光器官的量来控制闪光。
萤火虫最初进化出发光的能力可能是为了躲避捕食者，但现在它们主要是用这种能力来寻找配偶。有趣的是，并不是所有的萤火虫都能发光--有几种白天飞行的物种明显依赖于信息素的气味来寻找彼此。
每一种萤火虫都有自己的信号系统。在大多数北美物种中，雄性在合适的高度、合适的栖息地和夜晚合适的时间飞来飞去，并发出一种同类独有的信号。雌性坐在地上或植物里，寻找雄性。当雌性看到它发出同类的信号--而且做得很好时--她就会用同类特有的闪光反射回来。然后，当雄萤火虫飞向雌萤火虫时，雌萤火虫和雄萤火虫发出了同样的信号。如果一切顺利，它们会交配。
一个很好的例子是Photinus pyralis，一种常见的后院物种，通常被称为北斗七星。一只雄性在黄昏时飞离地面约3英尺。每隔五秒钟左右，他它会做出一秒钟的闪光，同时它会以"j"的形状飞行。雌的Photinus pyralis栖息在低矮的植被中。如果她看到一个她喜欢的人，她会等两秒钟，然后在第三秒自己闪半秒钟。
有些种类的萤火虫一晚上会"鸣叫"好几个小时，而有些种类的萤火虫在黄昏时分只会"鸣叫"20分钟左右。萤火虫的光通讯可以变得更加复杂；有些物种有多个信号系统，有些可能把它们的光器官用于其他目的。
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虽然大多数雄性萤火虫会做自己的事情，独立于同一物种的其他雄性萤火虫发出闪光，但当周围有很多其他萤火虫时，有些萤火虫会同步发出闪光。在北美，两种最著名的能做到这一点的物种是阿巴拉契亚山脉的Photinus carolinus，包括大烟山国家公园里的Photuris frontalis，以及南卡罗莱纳的坎格瑞沼泽国家公园里的Photuris frontalis。
在这两个物种中，科学家们认为雄性会同步，这样每个个体都有机会寻找雌性，并让雌性向雄性发出信号。这些展览非常壮观，想要在最著名的地方看到它们的人们挤得水泄不通，因此有必要进行抽签，以获得观看许可。然而，这两个物种都分布在广阔的地理范围内，在其他不那么拥挤的地方也可能看到它们。
臭化学防御
许多萤火虫用一种叫做Lucibufagins的化学物质来保护自己免受捕食者的伤害。这些分子是昆虫从它们吃的其他化学物质中合成的。Lucibufagins在化学上与蟾蜍分泌在皮肤上的毒素非常相似，虽然它们在适当的剂量下是有毒的，但它们也非常令人讨厌。
鸟类和其他掠食者很快就学会了躲避萤火虫。Sorenson曾看到一只癞蛤蟆在他的后门廊吃了一只萤火虫，然后立刻把它吐了出来；昆虫走开了，粘糊糊的，但显然没有受伤。他的一个同事曾经把一只萤火虫放进他的嘴里--他的嘴麻木了一个小时！
许多其他昆虫在视觉上模仿萤火虫，以便看起来像不好吃的有毒的物质。萤火虫似乎也会产生其他的防御性化学物质，其中一些可能有助于它们独特的气味。
许多萤火虫不能制造这些防御化学物质。所以这些大型长腿闪电虫的雌性会做一些令人惊讶的事情：一旦它们交配后，它们开始模仿雌性萤火虫的闪光，然后吃掉做出反应的雄性萤火虫。这些蛇蝎美人继续利用它们从极度失望的猎物身上获取的荧光蛋白来保护自己和卵不受捕食者的伤害。它们迅速将化学物质转移到血液中，如果被捕食者抓住，它们就会自动流血。
没有比家更好的地方了
大多数萤火虫都是栖息地专家，使用林地、草地和沼泽。它们依靠栖息地保持一年或更长时间不受干扰，以完成它们的生命周期。这些昆虫的大部分生命都是作为幼虫度过的，它们以蚯蚓和土壤或落叶中的其他动物为食--大多数成年昆虫根本不吃东西。如果这种栖息地在它们年轻的时候被破坏，它们的种群就会灭绝。
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更容易受到伤害的是，许多物种的雌性--比如著名的南部阿巴拉契亚山脉和其他地方的蓝色幽灵--都没有翅膀，而且它们不能走得更远。如果一群蓝色幽灵栖息地被伐木或其他破坏所摧毁，将无法再重建。因此，栖息地的破坏是萤火虫面临的最大威胁之一。其他危害包括人工照明造成的光污染，以及可能用于灭蚊的杀虫剂。
关于萤火虫还有很多需要了解。像Sorenson这样的昆虫学家已经在北美发现了170多种左右的物种，但很明显，更多的物种出现在这里。注意你周围的萤火虫：观察他们的闪光模式和行为。也许你会发现其中一个新物种。（生物谷Bioon.com）
参考资料：
【3】Ariel Firebaugh et al. Experimental tests of light-pollution impacts on nocturnal insect courtship and dispersal. Oecologia December 2016. DOI https：//doi.org/10.1007/s00442-016-3723-1
【7】Lynn Frierson Faust et al. Natural History and Flash Repertoire of the Synchronous Firefly Photinus carolinus (Coleoptera： Lampyridae) in the Great Smoky Mountains National Park. Florida Entomologist， 93(2)：208-217 (2010). https：//doi.org/10.1653/024.093.0210
【8】Matthew Gronquist et al. Shunning the night to elude the hunter： diurnal fireflies and the "femmes fatales". CHEMOECOLOGY. DOI https：//doi.org/10.1007/s00049-005-0325-5
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