萤火虫是如何发光的?它们发出了什么信号

克莱德·索伦森，北卡罗来纳州立大学

当第一个人出现时，你可能并不确定你看到的是你以为你看到的。但你朝闪烁的灯光方向望去，它又出现了——傍晚的第一只萤火虫。如果你在良好的萤火虫栖息地，很快就会有数十只，甚至数百只萤火虫飞来飞去，闪烁着它们神秘的信号。

Fireflies - 或者称为大部分美国的闪电错误 - 既不是苍蝇也不是虫子。它们是软翅膀的甲虫，与点击甲虫等单击。他们生物学最戏剧性的方面是它们能发光;这种叫做生物发光的生物体中的这种能力相对较少。

我是一名昆虫学家，他对昆虫的生态和生物学进行研究和教导。最近，我一直在想了解萤火虫的多样性和生态学在我的北卡罗来纳州。萤火虫在北美广泛地发现，包括西部的许多地方，但在大陆的东部最丰富多样，来自佛罗里达州到加拿大南部。

生物发光甲虫

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三磷酸腺苷，在它们腹部的特殊器官中发光。昆虫学家认为，它们通过调节进入发光器官的氧气量来控制闪光。

Fireflies可能最初演变出来照亮能够抵消捕食者的方式，但现在他们主要使用这种能力来找到伙伴。有趣的是，并非所有的萤火虫都会产生光线;有几种是一天飞行的物种而且显然是依靠信息素的气味来找到对方的。

每个萤火虫物种都有自己的信号系统。在大多数北美物种中，雄性在正确的身高，在正确的栖息地和夜间正确的时间，并为他们的物种闪过信号。女性坐在地上或植被，看着男性。当一位女性看到一个让她的物种的信号 - 并做得很好 - 她闪回她自己的物种闪光。然后是雄性的两个往复式信号飞到她身边。如果一切顺利，他们都会伴侣。

一个很好的例子是Photinus Pyralis.这是一种常见的后院物种，通常被称为北斗七星。雄性在黄昏时飞离地面约3英尺。每隔五秒左右，他就会以" j "的形状飞行一秒女性Photinus Pyralis.坐在低植被。如果她看到一个她喜欢的人，她会等两秒钟，然后在第三秒内完成她自己的一半闪光。

有些物种可以在一个夜晚“呼叫”，而其他物种在黄昏时又闪过20分钟左右。萤火虫通信可以变得更加复杂;有些物种具有多个信令系统，有些物种可以使用它们的光器官进行其他目的。

虽然大多数雄性萤火虫只做自己的事情，不与同类的其他雄性萤火虫一起闪烁，但也有一些萤火虫在周围有很多其他萤火虫时同步闪烁。在北美，最著名的两个物种是Photinus carolinus阿巴拉契亚山脉，包括大烟山国家公园，而且Photuris属额的那个点亮了南卡罗来纳州南卡罗来纳州的征收国家公园。

在这两个物种中，科学家认为雄性会同步，所以每个人都有机会寻找雌性，雌性也会向雄性发出信号。这些展览是壮观的，人们想要在最著名的地方看到他们的拥挤，这使得有必要进行抽签决定是否允许观看．然而，这两个物种分布在广阔的地理范围内，可能在其他不那么拥挤的地方看到它们。

臭化学防御

许多萤火虫用一种叫做lucufagins.．这些是昆虫从他们饮食中吃的其他化学物质合成的分子。卢西比特与毒素蟾蜍的皮肤散发出来，虽然它们在正确的剂量上有毒，但它们也非常令人反感。

鸟类和其他捕食者很快就学会了避开萤火虫。我曾在我家后院的门廊上看到一只癞蛤蟆吃掉一只萤火虫，然后迅速把它吐出来;那只昆虫走开了，黏糊糊的，但显然没有受伤。我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，目的是让自己看起来像一种不好吃且有毒的东西。萤火虫似乎还会产生其他防御性的化学物质，其中一些可能是造成它们独特气味的原因。

许多Photuris.萤火虫不能制造这些防御性化学品。因此，这些大的女性，长腿闪电漏洞做了一些令人惊讶的事情：一旦他们交配，他们就开始模仿女性的闪光photinus.然后吃回应的男性。这些Femme Facales继续使用他们获得的Lucubufagins从摄取他们严重失望的猎物来保护自己和他们的鸡蛋免受掠食者。他们很快将化学品转移到血液中，如果捕食者抓住它们，则会自发流血。

没有像家一样的地方

大多数萤火虫都是栖息地专家，使用林地，草地和沼泽。他们依赖于居住的栖息地对年度或更长时间仍然不受干扰，所以它需要他们完成生命周期。这些昆虫花了他们的大部分生活都是幼虫以蚯蚓和土壤或落叶层中的其他动物为食——大多数成年动物根本不吃东西。如果幼时栖息地被破坏，种群就会灭绝。

添加到这个漏洞是许多物种的女性的事实 - 就像南方阿巴拉契亚州和其他地方着名的蓝鬼 -没有翅膀，不能分散到能走的地方吗．如果蓝色幽灵的种群被砍伐或其他破坏破坏，将不会有重建。因此，栖息地的破坏是对萤火虫最大的威胁之一。其他危害包括从人造灯光污染也许是蚊虫控制的杀虫剂应用。

还有很多关于萤火虫的学习。像我这样的昆虫学家已经确定了北美约170种左右但很明显，这里有更多的物种。注意你家附近的萤火虫;观察它们的闪光模式和行为。也许你会发现一个新物种。

克莱德·索伦森，昆虫学教授，北卡罗来纳州立大学

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