螢火蟲[常見生物]

螢火蟲[常見生物]

螢火蟲(英文:Firefly)又名夜光、景天、如熠燿、夜照、流螢、宵燭、耀夜等,屬鞘翅目螢科,小型甲蟲,因其尾部能發出螢光,故名為螢火蟲。這種尾部能發光的昆蟲,約有近2000種,我國較常見的有黑螢、姬紅螢、窗胸螢等幾種。

基本信息

簡介

螢科昆蟲的通稱,全世界約2000種,分布於熱帶、亞熱帶和溫帶地區。根據中國幾位專家的統計現發現的種類約有100餘種,再加上未發現的種類,總共有150多種。夜間要發光,可分為水生類和陸生類兩種。體型小至中型,長而扁平,體壁與鞘翅柔軟。前胸背板平坦,常蓋住頭部。頭狹小。眼半圓球形,雄性的眼常大於雌性。腹部7~8節,末端下方有發光器,體內的螢光素和螢光素酶反應後生成的黃綠色螢光。

形態特徵

螢火蟲 螢火蟲

螢火蟲體長0.8厘米左右,身形扁平細長,頭較小,體壁和鞘 翅較柔軟,頭部被較大的前胸蓋板蓋住。雄蟲觸角較長,有11節,呈扁平絲或鋸齒狀;腹部可見腹板6~7節,末端有發光器,可發出螢光;雄蟲大多有翅。雌蟲無翅,身體比雄蟲大,不能飛翔,但螢光比雄蟲亮。

生物學特性

螢火蟲[常見生物] 螢火蟲[常見生物]

1、生活史

螢火蟲屬於完全變態,一生經過卵幼蟲一蛹成蟲4個階段,水生螢火蟲通常4個月便可以完成1個世代,1年有2個世代。而陸生螢火蟲則1年才能完成1個世代,幼蟲從卵孵化到蛹要經過6次蛻皮,蛹歷期因種類而不同,最長的可達40多d。成蟲野外壽命一般為3 - 7 d,但也有長達20-30d者。

2、生活習性

棲息環境:

螢火蟲依其生活環境區分為陸棲和水棲兩個大類,前者占大多數。陸棲螢火蟲幼蟲多棲於遮蔽度高,草本植被茂盛,相對濕度高地方,水棲螢火蟲每一蟲態都有不同的生態棲位;蛹期在水旁邊度過。成蟲則以雄蟲及雌蟲分為水上方開闊水域及水邊的植物上,卵產於岸邊。

3、活動時間

螢火蟲成蟲依種類不同,活動的時間也有差異,白天和夜晚各有日行性和夜行性的種類,夜間活動的種類出現的時間,由18: 00至清晨3:00,4: 00都有。一般說來,多數種類是在日落後開始活動,而且大多在晚上20:00,21: 00點停止活動。螢火蟲幼蟲在夜晚出現的時間大抵和成蟲相仿,但它們卻可以整夜活動。

分布範圍

世界上已知螢火蟲有2000多種,分布於熱帶、亞熱帶和溫帶地區。中國約54種,各地皆有分布,尤以南部和東南沿海各省居多。

分類地位

螢火蟲[常見生物] 螢火蟲[常見生物]

螢科(Lampyridae)屬鞘翅目花螢總科(Coleoptera: Cantharoidea),迄今為止已經描述8個亞科90多個屬,1900多個種,然而,整個螢科的分類還需重新修訂。中國大陸螢科研究較少,種類描述很不完全,主要基於1880年到1920年之間的報導。除胡經甫總結了中國和蒙古的56個種外,尚無深入的記述或修訂。據McDermott 報導,中國大陸螢科僅紀錄100餘種。中國台灣螢科分類研究得較多,已記錄50餘種。

發光原理

螢火蟲的發光是生物發光的一種。螢火蟲的發光原理是:螢火蟲有專門的發光細胞,在發光細胞中有兩類化學物質,一類被稱作螢光素(在螢火蟲中的稱為螢火蟲螢光素(Firefly luciferin)),另一類被稱為螢光素酶。螢光素能在螢光素酶的催化下消耗ATP ,並與氧氣發生反應,反應中產生激發態的氧化螢光素,當氧化螢光素從激發態回到基態時釋放出光子。

反應中釋放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,反應效率為95%,甲蟲也因此而不會過熱灼傷。人類到目前為止還沒辦法製造出如此高效的光源。
在蟲的腹部下部有著很多白色斑塊。其實是它的甲殼中對光透明的部分。在內部有一塊白色的膜,可以反射光。所以在日間這個部位呈現白色。

發光的生物學意義:成蟲利用物種特有的閃光信號來定位並吸引異性,藉此完成求偶交配及繁殖的使命,少數螢火蟲成蟲利用閃光信號進行捕食,還有一種作用是作為警戒信號,即當螢火蟲受到刺激時會發出亮光。

食性及捕食

螢火蟲 螢火蟲

水棲螢火蟲的幼蟲吃螺類,貝類和水中的小動物,而陸棲的螢火蟲幼蟲則以蝸牛、蛤蝙為食物,有些種類會捕食蛆叫和昆蟲等小動物。很多人對其捕食行為作了研究,研究發現蝸牛的腹足會分泌一種粘液,只要它爬過地方就會留下痕跡,而陸棲螢火蟲幼蟲利用自己的嗅覺可以發現蝸牛。在捕食過程中,螢火蟲先爬上蝸牛的貝殼,用3對足將其緊緊抓住,尾足也牢牢吸附在蝸牛殼上,然後用它針狀的上顎攻擊蝸牛的觸角並注入麻醉液,直至蝸牛失去知覺。然後它分泌消化液於蝸牛肉上,再用上顎夾肉,使消化液能充分的將肉分解成流狀的肉靡,然後再吸入肚子裡面。吃完之後,有的螢火蟲還要用尾足粘乾淨自己的身體。螢火蟲幼蟲取食1次可以維持幾天甚至1個月不進食仍能存活。水棲螢火蟲幼蟲則需要在水中完成捕獵過程,然後將獵物拖至岸邊慢慢的享用。

螢火蟲成蟲多數種類只喝水或吃花粉和花蜜,或者利用幼蟲期貯藏的脂肪,而Photuris屬的雌成蟲也可以捕食,它們捕捉的主要是別的屬或同屬別的種類的螢火蟲雄成蟲,它是所發現的唯一一個成蟲具有捕食習性的屬。在Photuris屬中有12種螢火蟲能分別捕獲2-8種獵物,而最厲害的獵手當數Photuris vesicolor。它能捕獲11種獵物,堪稱螢火蟲中的“捕食之後’。它們的捕食行為在昆蟲學上被稱為攻擊性擬態,即某個種的雌蟲模仿其它種類的雌蟲發光,引誘它們的雄蟲靠近,然後捕食雄蟲。同時有人發現在被捕食的種類之中,Photinus屬較多,因為這種食物對Photuris、屬的後代是極為有利的,研究表明,取食這些食物它們體內會產生一種Lucibufagin的物質,這種物質有毒,能使它們的卵和幼蟲避免受到一些天敵的傷害。

發光案例

螢火蟲[常見生物] 螢火蟲[常見生物]

2014年7月14日,美國田納西州大煙山國家公園的埃爾克蒙特露營地迎來每年一次的螢火蟲繁殖交配季,無數隻螢火蟲在空中飛舞,點亮整個夜空,吸引數千遊客到來觀賞。

拿著紅色手電筒的遊客走在河邊,觀察發光螢火蟲的“求偶儀式”。 發光螢火蟲僅存在於東南亞和田納西州大煙山部分地區,它們成年後只能存活21天,靠發光誘捕獵物和吸引配偶。公園為遊客提供大巴,近距離欣賞發光螢火蟲。

每年大煙山國家公園都會迎來數千遊客,觀看發光螢火蟲點亮夜空的美景。

2015年7月14日晚,在南京紫金山一處樹林中,成群的螢火蟲輕舞飛揚,成為仲夏夜一道柔美的風景線。

閃光信號組成

光作為信息的載體,其中包含的信息量隨光載體的修飾程度而變化閃光信號所包含的信息、閃光信號的傳遞、接收都是影響螢火蟲兩性交流的因素。閃光信號的頻率、光譜、強度及這些參數在時間和空間上的分布都可看成信號的編碼。單一閃光信號包含以下參數:光譜組成、發光器的形狀、閃光信號模式和光的運動。

1、發光器

發光器的形狀及大小通常是螢火蟲種間辨認的基礎,不同螢火蟲發光器的形態差異非常大(圖1)雄螢發光器一般2節,雌螢發光器1-3節,差異較大,如水棲螢火蟲雄螢發光器2節,第1節發光器位於第5腹節,呈帶狀,第2節發光器位於第6腹節,呈節“V”宇形,雌螢僅有1節發光器,帶狀,位於第5腹節。

2、光譜組成

螢火蟲發出光的顏色是由其體內螢光素的結構及螢光素與螢光素酶相互作用的方式所決定的}‘},螢光光譜具有種特異性,不同種類螢火蟲的光譜不同。大多數螢火蟲發出黃綠色螢光,夜晚中黃綠光所包含的信息容易被同種螢火蟲所接收。在信號傳遞中,黃綠光能儘量減少損耗從而提高信號接收的效率即信噪比。

3、光的運動

螢火蟲 螢火蟲

至今還未發現光的運動參與信息的編碼,但在非生物發光的動物中,無論脊椎動物還是無脊椎動物,姿勢是在行為接觸中最為重要和最為直接的視覺信號。}螢火蟲雄螢通常在空中飛行,發出種特異性 閃光進行求偶,其發光軌跡具有種特異性。雌螢並非根據雄螢的單個閃光脈衝進行種及性別的辨認,而是辨認雄螢飛行時發出的閃光信號序列及閃光軌跡。

4、閃光信號模式(Flash signal pattern)

螢火蟲的閃光模式包含了許多子參數,如雄螢特異性閃光模式、雄螢特異性閃光間隔、雌螢l口I應時間和雌螢閃光時間不同螢火蟲的閃光信號差異非常大,同種螢火蟲不同行為具有不同的閃光信號,研究發現只有在、雄螢閃光2s時發出一個模擬的回應閃光,才能引誘到雌螢。Photiuus scintillans、的雌螢只對間隔為0.13-0.16、的閃光做出回應,而對間隔為0.20-0.34、的閃光並不回應。

螢火蟲的故事

盛夏的野外,那閃一滅的光亮,猶如一盞盞神秘莫測的明燈,那掌燈者就是極普通的小生命—螢火蟲。

科學家在漫長的探索過程中,揭示了螢火蟲發光的秘密。原來,在螢火蟲的體內含有螢火酶和螢火素兩種化學物質。前者是具有生物活性的蛋白質,後者是生物體普遍存在的高能化合物ATP。 ATP在螢火酶的作用下發生氧化,就會發出不同顏色的螢光。螢光不含紅外線和紫外線,溫度在0.001℃以下,所以稱之為“冷光”。

人類從螢火蟲發光中得到有益的啟示,並著力進行多學科的探索,取得了令‘人矚目的成果。科學家已成功地從螢火蟲體內分離出螢光酶和ATP,並用化學方法合成了螢光物質,製成了不需電源\燈包的生物光源,在礦井、深水排雷等領域發揮了獨特的作用。科學家還利用這一原理製造出不輻射熱的發光牆或發光體,對手術室或實驗室非常方便。

科學家還構想將螢火酶測定ATP技術套用於癌症前期診斷。只要把螢火酶和癌細胞結合起來,根據ATP的發光強度就可以診斷願細胞的擴散情況。實驗還表明,生物體內只要有一乾兆分之一克的ATP,一旦接觸到螢火酶就可發出微弱的輝光。利用這一特性可以製成生物探測器,送入太空後,可以捕獲地外生命的蛛絲馬跡,為人類尋找地外文明做出貢獻。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條