炎炎夏日,又到一年萤火飞舞时,在山涧林地、灌木草丛之中,常见有成群的萤火虫出没。
图一 长曝光下的萤火虫飞舞 图源:Karine Aigner
(资料图片)
中国古代对“萤火”早有记载,如《礼记·月令》中:“季夏之月,......腐草为萤。”《逸周书》:“大暑之日,腐草化为萤.....腐草不化为萤,谷实鲜落。”
古人认为萤火虫是从腐草中诞生,故而产生了“腐草化萤”的说法,实际上,这与萤火虫的栖息环境相关,因为它们多在潮湿腐败的草丛出没。所以观赏萤火虫最好在下午下雨之后,潮湿的环境可以让你在夜晚看到更多萤火虫闪烁的身影。
图二 图源:FLICKR
一、萤火虫是怎么发光的?
萤火虫属于鞘翅目萤科(Coleoptera:Lampyridae)昆虫,全世界记录在册的有2000多种,广泛分布于热带和亚热带地区。
其最大的特点莫过于它们的发光能力,而且不光是成虫,许多萤科昆虫在卵、幼虫和蛹的阶段都是发光的,只有少数种类的萤火虫成虫不会发光,比如一些昼行性的窗萤、锯角萤等。
图三 图源:Cathy Keifer/Shutterstock.com
在彩灯还未出现的时候,古人便会收集萤火虫装在斛中,待到晚上再放出来,霎时间萤火虫猛然“炸开”,在夜空下萤火星星点点,绚烂多姿,仿佛夜空中平添了万家灯火。
这种稀有的生物自发光能力来源于它们腹部特化的发光器,这也是萤火虫分类的重要特征之一,通常雄萤在第6及第7腹节处生长有两节乳白色发光器,而雌萤一般只有一节乳白色发光器,位于第6腹节。
图四 雷氏萤雄虫(背) 图源 :《故乡的微光》书中附图
发光器从外表看只是一层银灰色的透明薄膜,实际上可分为发光层、透明层和反射层。薄膜内有数以千计的发光细胞,周围密布着很多微小气管和纤细的神经分支。
发光细胞内包含荧光素和荧光素酶,当萤火虫活动时,氧气会通过气管进入细胞,在萤光素酶的作用下,荧光素就会活化,与氧气化合后便可以看到萤火虫腹下发出亮莹莹的光芒。同时通过呼吸节律控制氧气的进入量,就能形成忽明忽暗的闪光。
图五 图源:sciencealert
二、落入光的陷阱
现有研究表明:
“
萤火虫的发光兼具性信息交流、诱捕、警戒和照明等作用。其中最主要的作用还是为了吸引异性,借此完成求偶交配及繁殖的使命。
”
同种之间的萤火虫会通过闪光来进行交流,在日落后,雄萤开始低飞同时发出闪光,通常雌萤会观察雄萤的表现,如果觉得不错的话会在雄萤发出闪光后等待一会儿后做出回闪,时长在0.2s到1.5s不等。例如Photinus属下的collustrans雌萤会在雄萤发光0.5s后作出回应,而同属下的Tanytoxus雌萤则要等待1.5s后才会回复闪光信号。
图六 图源:the belladonna comeedy
因此雄萤会根据雌萤回应时间长短来选择同类进行配对。
这一切看上去浪漫而美好,有些萤火虫背地里却动起了歪心思。
我们知道萤火虫发光的主要作用是用于求偶,但也有少数萤火虫成虫会把闪光信号作为诱捕手段,并且对象还是异种的萤火虫。
图七 “你好,帅哥” 图源:knoelle44/flickr
原产于北美的Photuris雌性萤火虫会模仿当地Photinus属萤火虫的闪光模式,通过这种欺骗,模仿者回应了Photinus雄萤的求偶信号,当雄萤以为自己找到了另一半时,对方却突然扑上来抓住它并吃掉。
不过,这并非为了填饱肚子而上演的“同室操戈”,而是雌萤为自身以及后代架起的防御手段。
Photinus属的雄性萤火虫在受到攻击时,它们的外皮会破裂并释放出有毒的苦味液体,这种毒素(lucibufagins)与蟾蜍在其皮肤上渗出的毒素非常相似,因此鸟类或其他动物吃下萤火虫后,会迅速将其吐出来,达到击退捕食者的效果。
图八 Photinus属雄萤受到攻击时分泌出有毒的体液 图源:Thomas Eisner, 1997
而Photuris雌萤吃掉Photinus雄萤后,可以吸收这种毒素,让自身也获得这种化学防御手段,同时还能将这种毒性防御传递给它们的后代。
三、没有像家一样的地方
作为环境指示物种,萤火虫对栖息地的要求很高,通常会选择在林地、草地或沼泽等地方安家,并在栖息地度过一年乃至更长的时间,由于萤火虫一生中大部分时间都是幼虫姿态,它们会以土壤中或落叶中的蚯蚓和其他动物为食。
图九 图源:Fer Gregory/Shutterstock.com
如果栖息地在幼虫阶段被破坏,那么对于种群将是毁灭性的打击。
近年来,我们在野外可见到的萤火虫越来越少,主要原因还是萤火虫常住的栖息地遭受破坏,其他危害还包括夜晚的人造光污染,会极大地干扰它们的正常生活,以及防虫的杀虫剂使用也在一定程度上杀死了这些益虫。
此外,还有景区捕捉野外萤火虫用于放飞,借此重温古人之意境,但萤火虫成虫的寿命本就很短,如果被抓起来,基本上很难完成繁殖的任务。
图十 图源Tsuneaki Hiramatsu
而且观赏萤火虫,本就源于不经意间在眼前的闪烁,那种惊喜的瞬间才值得回味。
参考文献:
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[5]Firefly “femmes fatales” acquire defensive steroids (lucibufagins) from their firefly prey
https://doi.org/10.1073/pnas.94.18.9723
[6]Lucibufagins: Defensive steroids from the fireflies Photinus ignitus and P. marginellus (Coleoptera: Lampyridae)
https://doi.org/10.1073/pnas.75.2.905
作者:鱼鱼
中国科普作家协会优秀科普作品银奖获得者
清蒸鱼头、麻辣鱼头等各种鱼头爱好者
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