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百科 | 浪漫的萤火虫居然是肉食动物

添加时间:2023-08-23 作者:邹晓川 张娅 刘萍 来源:中国科普网 点击:880 收藏 打印 字体:
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近日,在四川省眉山市青神县,其优良的生态环境吸引了大量萤火虫繁衍生息。提到萤火虫,大家或许会在脑海中闪过一幅画面:暮色下的森林里,萤火虫自由飞舞,宛如浩瀚宇宙中的颗颗恒星,萤火微光为森林增添神秘的光圈。

那你知道萤火虫为什么会发光吗?它又是如何发光的?

图源:央视新闻

两种作用,繁衍后代和警示

萤火虫,是鞘翅目萤科的昆虫,全球有2000多种。古代希腊人称萤火虫为“朗皮里斯“,意为“屁股上挂灯笼者”,法语中则称它为“发光的蠕虫”。

萤火虫发光和人靠衣装马靠鞍,是一个道理,只有将自己打扮得光鲜亮丽才能吸引异性繁衍后代。

科学家研究发现,有些种类的萤火虫只有雄性腹部末端会发光,而有些种类雌雄都会发光。萤火虫发光有两个目的:一方面,通过一闪一闪不同节律的“光语”,来传达相互之间的求偶信号。另一方面是为了警示,如蜥蜴误食萤火虫会死亡,证明萤火虫发光还有警告其他生物的作用。

拥有发光细胞,闪亮却不会被烧伤

萤火虫发光需要具备荧光素酶、荧光素、金属离子等条件。

萤火虫有专门的发光细胞,里面有萤光素和荧光素酶两种物质。其中,荧光素在荧光素酶催化下,与氧气反应产生激发态的氧化荧光素,当它从激发态回到基态时就会释放光子发光。萤火虫反应中的能量95%都转化成光,只有极少部分用于发出热量,因此它的腹部末端虽然很亮,却不会被烧伤。

图源:视觉中国

科学家认为,荧光素酶中和底物荧光素作用的氨基酸残基,决定了荧光素结构变化发光的颜色,当作用氨基酸为丝氨酸时发黄绿色光,而当作用氨基酸为天冬氨酸时发红光。也有学者认为,荧光素酶活性口袋的大小决定了嵌入口袋的荧光素发光颜色,这是因为活性口袋大小可以引发相互作用的水分子不同,导致活性口袋极性的差别,从而使得发光颜色有差异。

应用广泛,可快速准确判断水质好坏

萤火虫的光很美,但正因为这美丽的光,使其容易被一种妖扫萤属的雌虫盯上。这些雌虫可以模仿另一种萤火虫发出一整套光信号,当萤火虫雄虫接收到信号赶来时,就会被它们残忍吃掉。由此可见,萤火虫的世界相当险恶。

在我们心中,萤火虫是浪漫和美丽的,但实际上,它们却是肉食动物,以小型蜗牛、蛞蝓、蚯蚓,甚至贝壳和螺丝为食。尤其是萤火虫的幼虫,都是肉食动物,而成虫却可能会以植物花蜜或花粉为食。

萤火虫散发的光不仅照亮黑夜,其发光原理在现实生活中还有着广泛的应用。比如在医学领域中,荧光素被用于研究细胞和分子活动,将荧光素标记在细胞或分子上,通过发光情况来研究其活动和变化。另外,荧光素还被用于环境监测,尤其是在水质检测中,科学家可以将荧光素标记在水中的微生物上,通过观察其发光情况来判断水质的好坏,这种方法不仅快速、准确,而且对环境没有任何污染。荧光素发展空间巨大,未来,我们将深入研究,让它发挥更大作用,相关研究成果用于日常生活中。

萤火虫是环境良好的重要指标,最近几十年,随着城市化进程的加快,农药化肥滥用,导致萤火虫的环境受到影响,难觅踪影。为保护“夏夜精灵”,呼吁公众行动起来,从身边的点点滴滴做起,选择低碳出行,发展清洁能源,加强自然保护区的建设和管理,还“夏夜精灵”一个美好的家园。

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