●金鈴兒 編
每年7 月的第一個(gè)周末是世界螢火蟲日(南半球冬季除外)。今天讓我們一起走近這些夜空中的精靈吧!
螢火蟲是鞘翅目螢科動(dòng)物的總稱,又名打火蟲、亮亮蟲、火炎蟲、夜火蟲等,因其尾部能發(fā)出熒光而得名。全世界有2000多種螢火蟲,分布于熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū),在我國(guó)就已經(jīng)記載了76種。在華南和西南地區(qū),幾乎全年都能見到螢火蟲——每天日落后的0.5~3小時(shí),是螢火蟲出沒(méi)的高峰期。但在東部(華東)地區(qū),螢火蟲有著明顯的季節(jié)性(七、八月),在大暑(7月底)節(jié)氣前后大量活躍。
螢火蟲一生將經(jīng)歷卵—幼蟲一蛹—成蟲4個(gè)階段。大家夜游去觀賞的就是成蟲階段!成蟲野外壽命一般為3~7天,但也有長(zhǎng)達(dá)20~30天。
螢火蟲喜歡在濕地附近活動(dòng),只有水質(zhì)良好、植被茂盛、光污染少及空氣清新的自然環(huán)境才能繁育,是環(huán)境優(yōu)良的指標(biāo)性生物。換言之,螢火蟲對(duì)環(huán)境要求很高,被稱為生態(tài)綠色的“指標(biāo)”——水生螢火蟲對(duì)水質(zhì)要求高,陸生螢火蟲對(duì)棲息地環(huán)境質(zhì)量要求高——螢火蟲存在,足以證明環(huán)境質(zhì)量高。
螢火蟲個(gè)頭雖小,但對(duì)生態(tài)平衡起著重要作用。它們?cè)诜毖苌r(shí)與各類生物是共生共存的關(guān)系,每個(gè)物種都有它在生物鏈中不可取代的、獨(dú)有的地位。
螢火蟲是肉食性昆蟲,幼蟲主要吃螺類、蝸牛、蛞蝓等軟體動(dòng)物,也會(huì)吃小型動(dòng)物尸體。
這些軟體動(dòng)物如果達(dá)到一定數(shù)量,會(huì)威脅森林植被和農(nóng)田。所以,螢火蟲是生物鏈中重要的一環(huán),能控制生物數(shù)量,也是自然界重要的分解生物,是一種益蟲。
陸生的螢火蟲幼蟲多以小型蝸牛為食,當(dāng)然并不是所有的螢火蟲口味都是一樣的,雙色垂須螢就只吃蚯蚓;水生的螢火蟲幼蟲以水中的螺類為食,不過(guò)它們有時(shí)候也會(huì)換換口味,比如吃一些小魚、小蝌蚪。
螢火蟲的幼蟲食量很大,它們需要為成蟲期儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng),因?yàn)槌上x的口器退化,只能取食少量的花蜜或果實(shí)汁液,壽命一般為兩周,此時(shí)的任務(wù)就只有抓緊繁殖了。
正在捕食馬陸的多點(diǎn)雌光螢的雌性幼蟲。這些蠕蟲狀螢火蟲會(huì)積極追擊很大型的馬陸,并用毒液殺死它們。
而女巫螢火蟲則是“不走尋常路”,它們專門吃其他螢火蟲,具體“作案手法”則是用自己的燈光把其他“搞對(duì)象”的螢火蟲騙來(lái),就像童話里吸引人的壞女巫一樣。它們的尾部有一個(gè)特別的發(fā)光器,比通常螢火蟲的亮度高接近50%,這樣就更容易讓“獵物”上鉤。
你是否有些好奇,螢火蟲如何將蝸牛吃掉?
螢火蟲的幼蟲用的是頭頂那一對(duì)顎,那東西細(xì)得像頭發(fā),很尖利。捉蝸牛時(shí),先用顎在蝸牛身上輕輕敲打,而蝸牛根本不把螢火蟲放在眼里,甚至覺(jué)得被敲打幾下如同按摩一樣很舒服。殊不知螢火蟲的敲打,是向它注射一種毒液。蝸牛在毫無(wú)警覺(jué)中被麻痹,直到失去知覺(jué)。當(dāng)蝸牛被毒倒后,螢火蟲接著又會(huì)向其注射一種酶,這種酶可以將蝸牛軀體逐漸消解成肉汁,然后用管狀的嘴喝掉。
很多螢的幼蟲都是兇猛的捕食者,它們依靠消化液能殺死很大的蝸牛,并慢慢將它們吸空。
夏天的夜晚,森林或田間,有時(shí)可看到一閃一閃的螢火蟲在飛來(lái)飛去。螢火蟲是怎樣發(fā)光的呢?又為什么一閃一閃?
螢火蟲的交配期只有七天時(shí)間,成蟲發(fā)光的目的是為了求偶(幼蟲發(fā)光是為了警示和吸引獵物)。螢火蟲的螢光有偏黃或者偏綠,不同種類的螢火蟲擁有不同的閃光頻率,就是它們特有的語(yǔ)言。
科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲腹部的發(fā)光器,有小窗孔狀的發(fā)光層。這些發(fā)光層上包含有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞,在發(fā)光細(xì)胞中含有兩類化學(xué)物質(zhì),一類被稱作螢光素(一種有機(jī)化合物,可人工合成),另一類被稱為熒光素酶(簡(jiǎn)單說(shuō)就是催化劑)。熒光素在熒光酶的催化作用下,可以和空氣中的氧氣反應(yīng),釋放能量,發(fā)出熒光(能量以光子形式存在)。所以說(shuō),螢火蟲發(fā)光是化學(xué)變化。
螢火蟲的卵、幼蟲和蛹都可以發(fā)光,可以警告天敵自己“不好惹”,和很多動(dòng)物的警示色效果一樣。在成年后,螢火蟲的光主要是為了求偶。螢火蟲腹部有發(fā)光的體節(jié),稱為發(fā)光器,雄性通常有兩節(jié),雌性則有一節(jié)。
螢火蟲發(fā)出的光忽明忽暗,閃爍不定,這又是什么原因呢?這主要和氣管輸送的氧氣有關(guān)系。當(dāng)氧氣充足時(shí),反應(yīng)劇烈,光亮就強(qiáng);氧氣不充足時(shí),反應(yīng)較緩慢,光亮就會(huì)變?nèi)?,甚至黯淡無(wú)光。而且,在螢火蟲體內(nèi)有一種叫做三磷酸腺苷(ATP)的高能化合物,每當(dāng)熒光變?nèi)鯐r(shí),熒光素與ATP相互作用后,螢火蟲就會(huì)重新發(fā)光。
我們常見的光,不管是日光、火光、燈光,都是發(fā)熱過(guò)程的副產(chǎn)品。而螢火蟲反應(yīng)中產(chǎn)生的能量幾乎全部以光的形式釋放,只有極少部分以熱的形式釋放,所以螢火蟲的光屬于冷光,不會(huì)因身體過(guò)熱而灼傷自己。螢火蟲制造冷光的效率高達(dá)95%以上,這也避免了它的身體像燈泡一樣變熱,人類到目前為止還沒(méi)辦法制造出如此高效的光源。
雨打燈難滅,風(fēng)吹色更明。若非天上去,定作月邊星。這是李白的詩(shī)《詠螢火》,說(shuō)的是螢火蟲。我國(guó)古代還有囊螢照書的故事。車胤是東晉的大臣,小時(shí)候沒(méi)錢買燈油,怎么辦呢?抓一些螢火蟲裝在袋子里,就著這個(gè)亮光讀書。
這樣真的能看得下去書嗎?
有人做過(guò)實(shí)驗(yàn):如果放25只螢火蟲照明,看不清字跡;如果放50只螢火蟲照明,勉強(qiáng)能看清字跡;如果放100只螢火蟲照明,能較清楚地看清字跡。
這樣就能愉快地看書了?非也。由于螢火蟲的光亮是忽明忽暗的,這樣堅(jiān)持看5分鐘書后眼睛就會(huì)感到非常疲憊,并開始頭疼。更糟糕的是,還有許多螢火蟲為了保證自己安全,感覺(jué)到有危險(xiǎn)時(shí)會(huì)關(guān)閉燈光……所以抓螢火蟲當(dāng)燈,照明效果很不理想。
螢火蟲美麗的熒光五顏六色,有淡綠色、淡黃色,也有橘紅色和淡藍(lán)色,這主要與體內(nèi)螢光素種類有關(guān)??茖W(xué)家們根據(jù)螢火蟲的發(fā)光機(jī)理,開發(fā)出許多應(yīng)用。
暫時(shí)不發(fā)光的螢火蟲就長(zhǎng)這樣
在整個(gè)甲蟲家族中,螢在外型上的辨識(shí)度其實(shí)并不算高,很多近緣甚至不相干的昆蟲都可能被誤認(rèn)為是螢;加之一些螢并不發(fā)光及各類昆蟲之間的擬態(tài)關(guān)系,使得大眾很難準(zhǔn)確地識(shí)別出螢科昆蟲。
在醫(yī)學(xué)上,科學(xué)家將從螢火蟲身上提取的三磷酸腺苷用于對(duì)癌細(xì)胞的研究,根據(jù)癌細(xì)胞內(nèi)三磷酸腺苷發(fā)出亮光的不同來(lái)判斷癌細(xì)胞生長(zhǎng)的快慢及其生長(zhǎng)情況。
在工業(yè)上,三磷酸腺苷可用于檢測(cè)金屬的污染程度和分析過(guò)濾金屬元素,同樣,也可以檢查水的污染情況。在航天工業(yè)上,三磷酸腺苷也可用來(lái)探測(cè)太空中是否有生物存在。
一只螢火蟲發(fā)出的光雖然微弱,但若把多只螢火蟲放在一起,它發(fā)出的光就可以抵得上一個(gè)燈泡發(fā)出的光亮。利用螢火蟲發(fā)光原理制造的冷光源應(yīng)用也十分廣泛,例如適合水下作業(yè)的電筒。
螢火蟲發(fā)光的特性帶給科學(xué)家很大的啟發(fā)。科學(xué)家們先后從螢火蟲的發(fā)光器中成功地提取了熒光素和熒光酶,又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。冷光源因?yàn)槟艽蠓忍嵘瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化光能的效率,日益受到關(guān)注。人們的生活因冷光而更加豐富多彩。
現(xiàn)在不要說(shuō)去抓螢火蟲照明,有時(shí)候想看到個(gè)螢火蟲都不容易。
這是因?yàn)槲灮鹣x對(duì)土壤和水質(zhì)污染高度敏感,也需要特殊的棲息地。殺蟲劑的濫用,河道池塘的消失,公園綠地的過(guò)度清潔,枯枝落葉的過(guò)度清理,消除“腐草為螢”的產(chǎn)卵環(huán)境,這都讓螢火蟲的生存空間越來(lái)越小。
加之光污染等人類活動(dòng)的干擾,現(xiàn)在的螢火蟲越來(lái)越少。顯然,在人類活動(dòng)更加頻繁的城市中,螢火蟲更加難以生存。
另外,近年來(lái),全國(guó)各地螢火蟲放飛的活動(dòng)屢見不鮮,這類活動(dòng)大多為了商業(yè)目的而舉辦:主辦方為了達(dá)到集中放飛時(shí)螢火漫天的魔幻效果,會(huì)去山區(qū)捕捉大量螢火蟲。而在捕捉、運(yùn)輸和放飛等一系列環(huán)節(jié)中必定會(huì)造成這個(gè)物種在一定數(shù)量上非正常死亡。
北京在2021年頒布的新版《北京市野生動(dòng)物保護(hù)管理?xiàng)l例》中,就已經(jīng)將螢火蟲列入保護(hù)范圍。
當(dāng)螢火蟲這個(gè)物種急劇消亡的時(shí)候,夏日夜空中那點(diǎn)點(diǎn)浪漫熒光,也正在變成回憶,和只能在書本上見到的故事。想要保護(hù)螢火蟲,需要給它們適宜的生存環(huán)境。我們也要停止網(wǎng)上購(gòu)買螢火蟲,沒(méi)有買賣就沒(méi)有傷害,在觀賞時(shí)也不要捕捉。
●資料來(lái)源:科普中國(guó)