萤火虫发光的生物学意义是什么

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萤火虫发光的生物学意义是什么
1个回答 分类:生物 2014-11-13

问题解答:

我来补答
在生物世界里说到发光,人们首先会想到萤火虫,但除了这种昆虫外还有许多生物也能发光,如一些生活在深海里的鱼类,光是一种谋生的手段.夜晚常在近海作业的渔民甚至是长住海边的人经常能看到海面上有光带,这是一些藻类发出的,当它们受到惊扰时或者是在大量繁殖时,似乎海洋都开始燃烧了起来.晚上在海滩上戏耍的孩子们能从海滩上找到沙蚕,这也是一种能发光的动物,除此之外,能发光的还有水母呀、珊瑚呀、某些贝类和蠕虫呀等.
介绍
成虫仅仅进食一些露水或花粉等.科学家研究表明,也有一种萤火虫,是要靠吃掉雄性萤火虫来繁衍并且保护后代生存的.这种“致命情人”目前还没有在中国发现,它们大多生活在北美.它们不像中国的萤火虫成虫那样,一生不取食,或者仅仅食用花粉及露水等,它们是标准的捕食昆虫.这种萤火虫可通过模仿其他种类萤火虫的雌性闪光来“引诱”雄性,等雄性萤火虫以为自己的求爱得到应答,赶来幽会时,就会被对方吃掉.
种类
全世界萤火虫有二千多种,大多于夏季在河边,池边,农田出现,活动范围一般不会离开水源.正式来说glow-worm萤火虫是指它的幼虫,而firefly萤火蝇才是指闪亮成虫,雄性萤火虫较为活跃,主动四处飞来吸引异性;雌性停在叶上等候发出讯号.在萤火虫体内有一种磷化物-发光质,经发光酵素作用,会引起一连串化学反应,它发出的能量只有约1成多转为热能,其余多变作光能,其光称为冷光.常见萤火虫的光色有黄色,红色及绿色.雄萤腹部有2节发光,雌只有1节.亮灯是耗能活动,不会整晚发亮,一般只维持2至3小时.成虫寿命一般只有5天至2星期,这段时间主要为交尾繁殖下一代. 在日落后1小时后萤火虫非常活跃,争取时间互相追求.雄虫会在二十秒中闪动亮光,等二十秒,再次发出讯号,耐心等待雌虫的一次强光回应.当没有反应,雄的会飞往别处."这点是完全错误的,据我8年的研究,还没一种水生萤火虫能有这么长的闪光间隔.第二,萤火虫发光的颜色是介于黄色和绿色之间的,没有萤火虫发红色光.
习性
萤火虫幼虫分为水生和陆生.幼虫一般需要6次蜕变后才进入蛹阶段.幼虫喜欢吃螺类和甲壳类动物,捕捉猎物后会先麻醉再将含消化酶的物质注入身体,把肉分解. 在草丛常发现尾部两点发光的是陆生的山窗萤幼虫,和全身发光黑白双间的双色垂须萤幼虫,此两品种的成长雌虫翅膀退化,与幼虫形状没有太大分别.雄虫才可以飞行.曾经有住在农田附近的参加者将雌性双色垂须萤萤火虫放在窗口,连续数天都吸引到雄性的双色垂须萤在窗口附近徘徊,所发出的光亮较常见的水生萤火虫暗弱. 萤火虫
初春时段,水中生活的萤火虫幼虫会爬上岸钻进土中.这时由鳃呼吸改为气孔呼吸.腹部两则会发光.再约50天时间才变蛹成虫.平均只有5天的生命,进食成长都变得次要.在日落后1小时后萤火虫非常活跃,争取时间互相追求.雄虫会在二十秒中闪动亮光,等二十秒,再次发出讯号,耐心等待雌虫的一次强光回应.当没有反应,雄的会飞往别处.(此现象有待观察) 萤火虫在天黑时才开始发光.寻找萤火虫宜用电筒照路,避免直照草堆.萤火虫受电筒照射时可能短暂时间停止,反而找不到它们. 在晋朝时,有家贫学子车胤,每到夏天,为了省下点灯的油钱,捕捉许多萤火虫放在多孔的囊内,利用萤火虫光来看书.最后官拜吏部尚书.以现在的观点看,车胤少年时代必定是一名大近视.(囊萤夜读)
信息
萤火虫是一种躯体翅鞘柔软、完全变态的甲虫,一生历经卵、幼虫、蛹及成虫四个时期.全世界约有2000多种萤火虫.目前已知的萤火虫种类,其幼虫都会发光,一般幼虫的发光器位于第八腹节的两侧,在夜间活动时发光.至于成虫会不会发光,则要视种类而定;例如弩萤属(Drilaster)的萤火虫,虽然幼虫会发光,但是雌雄成虫都不会发光. 萤火虫的发光,简单来说,是荧光素(luciferin)在催化下发生的一连串复杂生化反应;而光即是这个过程中所释放的能量.由于不同种类的萤火虫,发光的型式不同,因此在种类之间自然形成隔离.萤火虫中绝大多数的种类是雄虫有发光器,而雌虫无发光器或发光器较不发达.虽然我们印象中的萤火虫大多是雄虫有两节发光器、雌虫一节发光器,但这种情况仅出现于熠萤亚科中的熠萤属(Luciola)及脉翅萤属(Curtos).因为像台湾窗萤(Pyrocoelia analis),雌雄都有两节发光器,两者最大的区别在于雌虫为短翅型,而雄虫则为长翅型. 萤火虫的发光器是由发光细胞、反射层细胞、神经与表皮等所组成.如果将发光器的构造比喻成汽车的车灯,发光细胞就有如车灯的灯泡,而反射层细胞就有如车灯的灯罩,会将发光细胞所发出的光集中反射出去.所以虽然只是小小的光芒,在黑暗中却让人觉得相当明亮. 而萤火虫的发光器会发光,起始于传至发光细胞的神经冲动,使得原本处于抑制状态的荧光素被解除抑制.而萤火虫的发光细胞内有一种含磷的化学物质,称为荧光素,在荧光素的催化下氧化,伴随产生的能量便以光的形式释出.由于反应所产生的大部分能量都用来发光,只有2~10%的能量转为热能,所以当萤火虫停在我们的手上时,我们不会被萤火虫的光给烫到,所以有些人称萤火虫发出来的光为“冷光”. 至于萤火虫发光的目的,早期学者提出的假设有求偶、沟通、照明、警示、展示及调节族群等功能;但是除了求偶、沟通之外,其它功能只是科学家观察的结果,或只是臆测.直到近几年,才有学者验证了警示说:1999年,学者奈特等人发现,误食萤火虫成虫的蜥蜴会死亡,证实成虫的发光除了找寻配偶之外,还有警告其它生物的作用;学者安德伍德等人在1997年以老鼠做的试验,证实幼虫的发光对于老鼠具警示作用. 萤火虫于夜晚的发光行为,以黑翅萤(Luciola cerata)为例,就目前的研究发现,多是在日落后,雄虫开始在栖地上边飞边亮;在雄虫开始活动不久后,雌虫便开始出现于栖地周围的高处(雌虫也会发光,但只有发光器一节,雄虫则有两节发光器),从晚上7点一直到11点半左右,在其栖地可以见到成百成千的萤火虫发光,但差不多在晚上11点半过后,成虫便逐渐停止发光.而且雄虫发光的频率也有变化,并非整晚的发光频率都一样. 新西兰的发光蕈蝇集体栖息岩洞中成为当地观光点. 台湾有种"萤光蕈"在黑夜中发出萤光. 白蜡虫(Lantern fly)体内有寄生发光虫,故在夜间亦可发光.
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