螢火蟲[自然生物]

螢火蟲[自然生物]

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,是一種小型甲蟲,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。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。螢火蟲夜間活動,卵、幼蟲和蛹也往往能發光,成蟲發光有引誘異性的作用。幼蟲捕食蝸牛和小昆蟲,喜棲於潮濕溫暖草木繁盛的地方。

基本信息

簡介

螢火蟲螢火蟲

螢火蟲屬於鞘翅目螢科(Coleoptera: Lampyridae)昆蟲,全世界目前已描述的種類約2000多種,廣泛分布於熱帶、亞熱帶和溫帶地區。

除了少數日行性螢火蟲外,多數螢火蟲腹部末端都有乳白色的發光器,體內的螢光素與氧氣在螢光素酶的參與下發生生化反應後能夠發出螢光,常見螢火蟲的光色有黃色,紅色及綠色。

螢火蟲發光雖然效率很高,但仍會消耗自身能量,因此通常不會整晚發光。螢火蟲成蟲每晚發光2-3小時,幼蟲發光時間稍長。

螢火蟲的幼蟲是肉食性昆蟲,能夠取食淡水螺類、蝸牛或其他昆蟲;螢火蟲成蟲僅取食少量花粉和露水。

螢火蟲的生命周期通常是一年,卵和幼蟲階段占其整個生命周期的大部分時間,而成蟲階段往往僅有1個月左右。

分類

根據成蟲的活動習性可以把螢火蟲分為日行性、夜行性和日夜兩行性三種

根據幼蟲的生活方式可以把螢火蟲分為水生、半水生和陸生三種

形態特徵

螢火蟲螢火蟲成蟲

螢火蟲的幼蟲和成蟲往往體現出多樣的形態特徵,不可一概而論。

通常情況下,螢火蟲幼蟲的身體多為黑色,根據種類的不同幼蟲個體大小差異極大。幼蟲腹部末端具有兩個點狀發光器,頭部具有一對單眼,視力較差,主要通過觸角感知外界環境並追捕獵物。由於幼蟲為肉食性昆蟲,因此具有捕吸式口器,能夠有效地捕食軟體動物或其他昆蟲,幼蟲尾部往往具有粘附器,用以在運動時起到固定身體的作用。水生和半水生螢火蟲幼蟲體側具有呼吸腮,用以在水中呼吸。

螢火蟲成蟲與幼蟲體態差距較大,大部分成蟲具有翅膀,鞘翅多為黑色或黃色,部分陸生螢火蟲的雌蟲鞘翅高度退化,僅在背部著生一對翅芽,沒有飛行能力。螢火蟲觸角的形態為絲狀或櫛齒狀,雄蟲複眼較為發達,複眼的大小和觸角的形態往往與這種螢火蟲的求偶方式相關。對於夜行性螢火蟲而言,雄蟲在腹部末端具有兩節平行的帶狀乳白色發光器,而雌蟲腹部有一節帶狀發光器或僅具有點狀發光器,這是識別雌雄螢火蟲成蟲最為有效的手段之一。

“竹林螢火”“竹林螢火”

生活習性

螢火蟲發光的螢火蟲

螢火蟲幼蟲分為水生和陸生.幼蟲一般需要6次蛻變後才進入蛹階段。幼蟲喜吃螺類和甲殼類動物,捕捉獵物後會先麻醉再將含消化的物質注入身體,把肉分解。

在草叢常發現尾部兩點發光的是陸生的山窗螢幼蟲,和全身發光黑白雙間的雙色垂須螢幼蟲,此兩品種的成長雌蟲翅膀退化,與幼蟲形狀沒有太大分別,雄蟲才可以飛行。

初春時段,水中生活的螢火蟲幼蟲會爬上岸鑽進土。這時由鰓呼吸改為氣孔呼吸,腹部兩則會發光,再約50天時間才變蛹成蟲,平均只有5天的生命,進食成長都變得次要,在日落後1小時後螢火蟲非常活躍,爭取時間互相追求,雄蟲會在二十秒中閃動亮光,等二十秒,再次發出訊號,耐心等待雌蟲的一次強光回應,當沒有反應,雄的會飛往別處,螢火蟲在天黑時才開始發光。

螢火蟲螢火蟲
它們可以通過"燈(螢火蟲的光)語"來"交流",互相傳遞,溝通信息.同一種螢火蟲,雄蟲和雌蟲之間能互相用"燈語"聯絡,完成求偶過程.雌性螢火蟲會以很精確的時間間隔,向雄蟲發出"亮,滅,亮,滅的信號,這種時間間隔雖然很短,對於人來講很難分辨,但螢火蟲卻能毫不費勁地準確判斷對方的意思.當雄蟲收到雌蟲的"燈語"信號後,就會立刻發出相應的信號來回答.於是,它們就互相用這種特定的光信號進行交流,最後飛到一起,結成配偶.由此可見,螢火蟲所發出的光對於它們的繁殖具有特殊的意義。

捕捉方法

數千螢火蟲飛舞點亮浪漫夜晚數千螢火蟲飛舞點亮浪漫夜晚
捉捕螢火蟲一般都採用網兜法或瓶捕法
網兜法是用紗布網兜對夜間在低空飛翔的螢火蟲進行兜捕。由於此蟲飛行速度較慢,它又時刻發出亮光,把飛行軌跡暴露得十分明顯,飛行的高度又很低,只要被發現,用網掃去,十有八九都能捕到。有時沒有捕到,但螢火蟲受到兜網的突然碰撞,也會落在地上而被捉住。對停息在草叢中或樹枝上的螢火蟲,可拿著瓶口較大的玻璃瓶,靠近後將瓶口對準它,將其輕輕抹入瓶中。如它停息在不高處,也可直接用手去捉捕。但要注意的是,此蟲身體嬌弱,出手要輕,否則會將其捏傷。

行為

螢火蟲螢火蟲產卵

螢火蟲發光是為了求偶,有些種類的螢火蟲,只有雄性蟲有發光器官,而有些種類則雙方都有。有些種類的光是一閃一閃的,有些則是持續發光。這種信號是因種而異的,在長度和節律上都有所不同。北美的Photinuspyralis,雄性蟲也有發光器官,雌雄識別的關鍵是雄蟲在接收到雌蟲光信號後兩秒鐘應答。而在另一些種類裡面,這些甲蟲會與周圍的間斷光信號同步,從外面看起來,整個樹叢或森林就在同步閃光了。

Photuris屬的雌性可以模仿Photinus屬雌性蟲的間斷光信號。這樣它們就可以吸引並捕食Photinus屬的雄性蟲。一些Photuris種類的螢甚至有一整套Photinus種螢的光信號編碼表,只要對號入座,它就可以誘捕到飛過的Photinus螢。

所有螢火蟲只在夜裡發光。在日間它們的光不足以強到能吸引同類的注意。

有很多種螢的雌性蟲是沒有飛行能力的。它們體型比雄性大,能產很多的卵。

發光原理

螢火蟲發光的螢火蟲
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(Fireflyluciferin)),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。

發光反應

螢火蟲發光的螢火蟲

發光反應的反應式,螢光素,ATP(三磷酸腺苷)和氧氣,在螢光素酶和2價離子的催化下產生右邊的氧化螢光素(oxyluciferin),焦磷酸二氧化碳,並發出黃綠色的螢光。

發光反應又分三個步驟:

1、螢光素和ATP在螢光素酶和2價鎂離子(Mg2+)的催化作用下,產生螢光素-腺苷酸(adenylluciferin)。
2、螢光素-腺苷酸(adenylluciferin)和氧氣發生氧化反應,產生激發態的氧化螢光素(oxyluciferin),和單磷酸腺苷(AMP)。
3、激發態的氧化螢光素(oxyluciferin)回到基態,並發出綠光。

發光反應的產物---氧化螢光素在ATP提供能量的情況下,又將還原成螢光素,使得發光過程得以周而復始。

發光反應控制

雌大螢火蟲雌大螢火蟲

關於螢火蟲是如何控制發光細胞的“開”與“關”的,有很多理論,但確切的控制機理還沒有搞清楚。氧氣控制理論基於通過控制發光細胞的氧氣供給來完成發光和不發光的切換。神經激活理論假設螢光蟲具有一個神經控制結構叫做微氣管末梢細胞,該結構在刺激下會在發光細胞中釋放出神經信使分子,這個分子啟動了化學反應的激活。
一種理論認為,螢火蟲分泌一種叫章魚胺的神經遞質,從神經傳導到微氣管末梢細胞,激發一氧化氮合酶(縮寫NOS),使之產生一氧化氮細胞色素c氧化酶。而這兩種物質抑制發光細胞的粒線體使用氧氣,從而使過氧化物酶體能利用到氧氣,使得平時通過粒線體的氧化磷酸化累積的螢光素-腺苷酸,氧化產生髮光反應,發出光線。然後,光讓一氧化氮環氧化酶(縮寫COX)上釋出,於是停止發出光線。就這樣,一直重複著固有頻率和發光持續時間。

發光目的

螢火蟲的發光有著特定的節奏,就好像是螢火蟲的語言,用來交換彼此的訊息,雄蟲便是利用亮光,找尋雌蟲,而達成交尾的目的。當然也有雄蟲上當受騙的。

相關信息

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在晉朝時,有家貧學子車胤,他酷愛學習。每到夏天,為了省下點燈的油錢,捕捉許多螢火蟲放在多孔的囊內,四五十隻螢火蟲發出的光真能抵得上一支蠟燭。他利用螢火蟲光刻苦學習.最後官拜吏部尚書,成為了一位有大學問的人。

相關詩句

銀燭秋光冷畫屏,輕羅小扇撲流螢。(杜牧《秋夕》)
月黑見漁燈,孤光一點螢。(查慎行《舟夜書所見》)
殘螢棲玉露,早雁拂金河。(許渾《早秋》)

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2013年7月15日,《齊魯晚報》報導,7月12日,青島廣西引進的一萬隻螢火蟲放進中山公園,而這些美麗的小蟲僅在青島待了三天就有一半死去。

專家分析,花巨資引進螢火蟲,勾起人們的童年記憶,公園是熱鬧了,但刻意追求生物多樣性的做法結局如何,還有待觀察。螢火蟲從城區消失,是因為城區內適合螢火蟲生存的大環境不復存在,買螢火蟲的錢不如用來改善環境。

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