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萤火虫

(常见生物)

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萤火虫(英文:Firefly)又名夜光、景天、如熠燿、夜照、流萤、宵烛、耀夜等,属鞘翅目萤科,小型甲虫,因其尾部能发出荧光,故名为萤火虫。这种尾部能发光的昆虫,约有近2000种,我国较常见的有黑萤、姬红萤、窗胸萤等几种。 [1] 
  • TA说
美丽梦幻如精灵的引火虫竟然吃肉?嗯……“哇!哥哥你看,那边有黄色、橙色、绿色、蓝色的荧光舞会,多么漂亮!要是我也能去就好啦!”蜗牛妹妹小美陶醉地望着远方。...详情
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内容来自
中文学名
萤火虫
拉丁学名
Lampyridae
别    称
亮亮虫、火炎虫、夜火虫、火金姑
动物界
节肢动物门
亚    门
六足亚门
昆虫纲
亚    纲
有翅亚纲
鞘翅目
亚    目
多食亚目
萤科
分布区域
热带、亚热带和温带地区
种    类
黑萤、姬红萤、窗胸萤
英文名称
Firefly、Glowworm
总    科
花萤总科

萤火虫简介

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萤科昆虫的通称,全世界约2000种,分布于热带、亚热带和温带地区。根据中国几位专家的统计现发现的种类约有100余种,再加上未发现的种类,总共有150多种。夜间要发光,可分为水生类和陆生类两种。体型小至中型,长而扁平,体壁与鞘翅柔软。前胸背板平坦,常盖住头部。头狭小。眼半圆球形,雄性的眼常大于雌性。腹部7~8节,末端下方有发光器,体内的荧光素和荧光素酶反应后生成的黄绿色荧光。 [2] 

萤火虫形态特征

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萤火虫体长0.8厘米左右,身形扁平细长,头较小,体壁和鞘
萤火虫
萤火虫(6张)
翅较柔软,头部被较大的前胸盖板盖住。雄虫触角较长,有11节,呈扁平丝或锯齿状;腹部可见腹板6~7节,末端有发光器,可发出荧光;雄虫大多有翅。雌虫无翅,身体比雄虫大,不能飞翔,但荧光比雄虫亮。

萤火虫生物学特性

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1、生活史
萤火虫属于完全变态,一生经过卵幼虫一蛹成虫4个阶段,水生萤火虫通常4个月便可以完成1个世代,1年有2个世代。而陆生萤火虫则1年才能完成1个世代,幼虫从卵孵化到蛹要经过6次蜕皮,蛹历期因种类而不同,最长的可达40多d。成虫野外寿命一般为3 - 7 d,但也有长达20-30d者。
2、生活习性
栖息环境:
萤火虫依其生活环境区分为陆栖和水栖两个大类,前者占大多数。陆栖萤火虫幼虫多栖于遮蔽度高,草本植被茂盛,相对湿度高地方,水栖萤火虫每一虫态都有不同的生态栖位;蛹期在水旁边度过。成虫则以雄虫及雌虫分为水上方开阔水域及水边的植物上,卵产于岸边。
3、活动时间
萤火虫成虫依种类不同,活动的时间也有差异,白天和夜晚各有日行性和夜行性的种类,夜间活动的种类出现的时间,由18: 00至清晨3:00,4: 00都有。一般说来,多数种类是在日落后开始活动,而且大多在晚上20:00,21: 00点停止活动。萤火虫幼虫在夜晚出现的时间大抵和成虫相仿,但它们却可以整夜活动。 [1] 

萤火虫分布范围

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世界上已知萤火虫有2000多种,分布于热带、亚热带和温带地区。中国约54种,各地皆有分布,尤以南部和东南沿海各省居多。

萤火虫分类地位

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萤科(Lampyridae)属鞘翅目花萤总科(Coleoptera: Cantharoidea),迄今为止已经描述8个亚科90多个属,1900多个种,然而,整个萤科的分类还需重新修订。中国大陆萤科研究较少,种类描述很不完全,主要基于1880年到1920年之间的报道。除胡经甫总结了中国和蒙古的56个种外,尚无深入的记述或修订。据McDermott 报道,中国大陆萤科仅纪录100余种。中国台湾萤科分类研究得较多,已记录50余种。 [2] 

萤火虫发光原理

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萤火虫的发光是生物发光的一种。萤火虫的发光原理是:萤火虫有专门的发光细胞,在发光细胞中有两类化学物质,一类被称作萤光素(在萤火虫中的称为萤火虫萤光素(Firefly luciferin)),另一类被称为荧光素酶。荧光素能在荧光素酶的催化下消耗ATP ,并与氧气发生反应,反应中产生激发态的氧化荧光素,当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子。
反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放,只有极少部分以热的形式释放,反应效率为95%,甲虫也因此而不会过热灼伤。人类到目前为止还没办法制造出如此高效的光源。 [3] 
  在虫的腹部下部有着很多白色斑块。其实是它的甲壳中对光透明的部分。在内部有一块白色的膜,可以反射光。所以在日间这个部位呈现白色。 [3] 
发光的生物学意义:成虫利用物种特有的闪光信号来定位并吸引异性,借此完成求偶交配及繁殖的使命,少数萤火虫成虫利用闪光信号进行捕食,还有一种作用是作为警戒信号,即当萤火虫受到刺激时会发出亮光。 [4] 

萤火虫食性及捕食

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萤火虫
萤火虫(7张)
水栖萤火虫的幼虫吃螺类,贝类和水中的小动物,而陆栖的萤火虫幼虫则以蜗牛、蛤蝙为食物,有些种类会捕食蛆叫和昆虫等小动物。很多人对其捕食行为作了研究,研究发现蜗牛的腹足会分泌一种粘液,只要它爬过地方就会留下痕迹,而陆栖萤火虫幼虫利用自己的嗅觉可以发现蜗牛。在捕食过程中,萤火虫先爬上蜗牛的贝壳,用3对足将其紧紧抓住,尾足也牢牢吸附在蜗牛壳上,然后用它针状的上颚攻击蜗牛的触角并注入麻醉液,直至蜗牛失去知觉。然后它分泌消化液于蜗牛肉上,再用上颚夹肉,使消化液能充分的将肉分解成流状的肉靡,然后再吸入肚子里面。吃完之后,有的萤火虫还要用尾足粘干净自己的身体。萤火虫幼虫取食1次可以维持几天甚至1个月不进食仍能存活。水栖萤火虫幼虫则需要在水中完成捕猎过程,然后将猎物拖至岸边慢慢的享用。
萤火虫成虫多数种类只喝水或吃花粉和花蜜,或者利用幼虫期贮藏的脂肪,而Photuris属的雌成虫也可以捕食,它们捕捉的主要是别的属或同属别的种类的萤火虫雄成虫,它是所发现的唯一一个成虫具有捕食习性的属。在Photuris属中有12种萤火虫能分别捕获2-8种猎物,而最厉害的猎手当数Photuris vesicolor。它能捕获11种猎物,堪称萤火虫中的“捕食之后’。它们的捕食行为在昆虫学上被称为攻击性拟态,即某个种的雌虫模仿其它种类的雌虫发光,引诱它们的雄虫靠近,然后捕食雄虫。同时有人发现在被捕食的种类之中,Photinus属较多,因为这种食物对Photuris、属的后代是极为有利的,研究表明,取食这些食物它们体内会产生一种Lucibufagin的物质,这种物质有毒,能使它们的卵和幼虫避免受到一些天敌的伤害。 [1] 

萤火虫发光案例

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2014年7月14日,美国田纳西州大烟山国家公园的埃尔克蒙特露营地迎来每年一次的萤火虫繁殖交配季,无数只萤火虫在空中飞舞,点亮整个夜空,吸引数千游客到来观赏。
拿着红色手电筒的游客走在河边,观察发光萤火虫的“求偶仪式”。 发光萤火虫仅存在于东南亚和田纳西州大烟山部分地区,它们成年后只能存活21天,靠发光诱捕猎物和吸引配偶。公园为游客提供大巴,近距离欣赏发光萤火虫。
每年大烟山国家公园都会迎来数千游客,观看发光萤火虫点亮夜空的美景。 [5] 
2015年7月14日晚,在南京紫金山一处树林中,成群的萤火虫轻舞飞扬,成为仲夏夜一道柔美的风景线。 [6] 

萤火虫闪光信号组成

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光作为信息的载体,其中包含的信息量随光载体的修饰程度而变化闪光信号所包含的信息、闪光信号的传递、接收都是影响萤火虫两性交流的因素。闪光信号的频率、光谱、强度及这些参数在时间和空间上的分布都可看成信号的编码。单一闪光信号包含以下参数:光谱组成、发光器的形状、闪光信号模式和光的运动。
1、发光器
发光器的形状及大小通常是萤火虫种间辨认的基础,不同萤火虫发光器的形态差异非常大(图1)雄萤发光器一般2节,雌萤发光器1-3节,差异较大,如水栖萤火虫雄萤发光器2节,第1节发光器位于第5腹节,呈带状,第2节发光器位于第6腹节,呈节“V”宇形,雌萤仅有1节发光器,带状,位于第5腹节。
2、光谱组成
萤火虫发出光的颜色是由其体内荧光素的结构及荧光素与荧光素酶相互作用的方式所决定的}‘},萤光光谱具有种特异性,不同种类萤火虫的光谱不同。大多数萤火虫发出黄绿色萤光,夜晚中黄绿光所包含的信息容易被同种萤火虫所接收。在信号传递中,黄绿光能尽量减少损耗从而提高信号接收的效率即信噪比。
3、光的运动
至今还未发现光的运动参与信息的编码,但在非生物发光的动物中,无论脊椎动物还是无脊椎动物,姿势是在行为接触中最为重要和最为直接的视觉信号。}萤火虫雄萤通常在空中飞行,发出种特异性
萤火虫
萤火虫(5张)
闪光进行求偶,其发光轨迹具有种特异性。雌萤并非根据雄萤的单个闪光脉冲进行种及性别的辨认,而是辨认雄萤飞行时发出的闪光信号序列及闪光轨迹。
4、闪光信号模式(Flash signal pattern)
萤火虫的闪光模式包含了许多子参数,如雄萤特异性闪光模式、雄萤特异性闪光间隔、雌萤l口I应时间和雌萤闪光时间不同萤火虫的闪光信号差异非常大,同种萤火虫不同行为具有不同的闪光信号,研究发现只有在、雄萤闪光2s时发出一个模拟的回应闪光,才能引诱到雌萤。Photiuus scintillans、的雌萤只对间隔为0.13-0.16、的闪光做出回应,而对间隔为0.20-0.34、的闪光并不回应。 [7] 

萤火虫萤火虫的故事

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盛夏的野外,那闪一灭的光亮,犹如一盏盏神秘莫测的明灯,那掌灯者就是极普通的小生命—萤火虫。
科学家在漫长的探索过程中,揭示了萤火虫发光的秘密。原来,在萤火虫的体内含有萤火酶和萤火素两种化学物质。前者是具有生物活性的蛋白质,后者是生物体普遍存在的高能化合物ATP。 ATP在萤火酶的作用下发生氧化,就会发出不同颜色的萤光。萤光不含红外线和紫外线,温度在0.001℃以下,所以称之为“冷光”。
人类从萤火虫发光中得到有益的启示,并着力进行多学科的探索,取得了令‘人瞩目的成果。科学家已成功地从萤火虫体内分离出萤光酶和ATP,并用化学方法合成了萤光物质,制成了不需电源\灯泡的生物光源,在矿井、深水排雷等领域发挥了独特的作用。科学家还利用这一原理制造出不辐射热的发光墙或发光体,对手术室或实验室非常方便。
科学家还设想将萤火酶测定ATP技术应用于癌症前期诊断。只要把萤火酶和癌细胞结合起来,根据ATP的发光强度就可以诊断癌细胞的扩散情况。实验还表明,生物体内只要有一干兆分之一克的ATP,一旦接触到萤火酶就可发出微弱的辉光。利用这一特性可以制成生物探测器,送入太空后,可以捕获地外生命的蛛丝马迹,为人类寻找地外文明做出贡献。 [8] 
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参考资料
  • 1.    王郡明, 梁醒财, 罗佑珍. 萤火虫生物学特性及其应用研究[J]. 云南农业大学学报自然科学, 2006, 21(5):576-580.
  • 2.    付新华. 中国大陆两种水栖萤火虫生物学及行为学研究[D]. 华中农业大学, 2005.
  • 3.    萤火虫发光之谜  .新浪网.2005年07月20日[引用日期2013-05-27]
  • 4.    董平轩, 侯清柏, 梁醒财. 萤火虫的发光行为及其功能起源[J]. 四川动物, 2009, 28(2):309-312.
  • 5.    美田纳西州迎来萤火虫繁殖季 小小生命点亮夜空  .国际在线[引用日期2014-07-15]
  • 6.    南京仲夏夜萤火虫聚集 形成美丽景观   .网易新闻[引用日期2015-07-15]
  • 7.    付新华, 王俊刚, Ohba Nobuyoshi,等. 萤火虫(鞘翅目:萤科)两性交流中的闪光信号[J]. 生态学报, 2005, 25(6):1439-1444.
  • 8.    符杰. 萤火虫的化学故事[J]. 初中生必读, 2004(7):55-56.