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渐渐消失的发光精灵

2022-10-30付文中郑州航空工业管理学院外国语学院副教授硕士生导师

科学大众 2022年19期
关键词:荧光素酶雌性闪光

●文/付文中(郑州航空工业管理学院外国语学院副教授、硕士生导师)

刚刚过去的夏夜,大家近距离观赏过萤火虫吗?萤火虫曾是夏季的主要标志之一,它们点亮了夜空,给夏夜增添了神秘与梦幻。但遗憾的是,随着全球萤火虫数量的锐减,如今的孩童几乎很少能有在夏夜追逐萤火虫的经历了。

脆弱的生命

萤火虫遍布世界各地,在亚洲、欧洲、非洲、北美洲、南美洲、大洋洲均有出现。全世界已知的萤火虫有2 000 多种。

萤火虫对生存环境的要求很高,喜欢在潮湿、温暖、杂草丛生、有水的地方栖居,在湖泊、河流、池塘、沼泽、小溪附近的森林、草地中能够茁壮成长。一旦栖息地遭到破坏,它们也会遭遇厄运。一种以同步闪烁著称的马来西亚萤火虫需要红树林和它们所孕育的植物来繁殖,当红树林因开发而遭受严重破坏后,这种萤火虫便面临灭绝的危险。

萤火虫的一生经历卵、幼虫、蛹、成虫4 个阶段,幼虫的寿命最长,通常为1~2 年。而成虫的寿命最短,一般不超过2 周,其短短的一生主要用于择偶、交配和繁殖后代。

萤火虫幼虫一般是肉食动物,通常以昆虫、蜗牛、蛞蝓、蠕虫等为食。有趣的是,科学家尚不确定许多种类的萤火虫成虫吃什么,可能吃植物、花粉、花蜜,也可能什么都不吃,因为其寿命太短。

会发光的精灵

萤火虫发光,是其体内一系列的化学反应引起的。它们尾部拥有荧光素和荧光素酶。荧光素耐热,在合适的条件下可以发光;荧光素酶是一种触发发光的酶。这两种物质在三磷酸腺苷的激发下可引起发光。三磷酸腺苷是萤火虫发光所需能量的直接来源。

在发光过程中,萤火虫体内的化学能转化为光能,并且转变效率几乎为100%,其发光效率是已知生物中最高的,且几乎不产生热量。

在大多数种类的萤火虫中,两性都会发光。通常情况下,雄性主动在夜空中四处飞舞以引起雌性的关注,而雌性待在树上或草地上观察,依据雄性具体闪光模式特征进行选择。一般来说,雄性闪光的频率和强度越高,对雌性的吸引力就越大。如果雌性相中某一雄性,就会通过闪光发出求偶信号。

另外,萤火虫发光也有保卫领地、警告捕食者等作用。

许多种类的萤火虫在其整个生命周期内都能发光,并不是只有成虫才能发光,幼虫甚至卵在受到轻敲或震动等刺激时会发光。

日渐消失

萤火虫幼虫主要以蜗牛、蛞蝓等对农作物和花园植物有害的软体生物为食。它们体内的荧光素和荧光素酶可应用于癌症、心脏病、糖尿病、过敏反应、多发性硬化症等疾病的研究和治疗,也可应用于食品安全检测和环境检测。

遗憾的是,由于天然栖息地的丧失、杀虫剂等化学物质的大量使用、光污染等,世界各地的萤火虫数量几乎都在锐减。一些人甚至将萤火虫视为赚钱工具,捕捉萤火虫,再将其出售。萤火虫被带入陌生的环境,几乎无法适应,即便被放飞,也难以存活,等待它们的只有死亡。

萤火虫对光线、土壤、水质、空气等都有很高的要求,对环境变化极其敏感。因此,它们是衡量一个地方的生态环境是否优良的重要环境指示生物之一。因而,保护萤火虫就是保护一片栖息地,就是保护更多的生物,就是保护大自然,更是保护人类自己。

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