为什么萤火虫会发光？这不仅仅是屁股上的黏液
萤火虫严格来说是甲虫。 图片来源：ruiruito / Getty Images
（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（劳拉·基尼里）：克莱德·索伦森小时候非常喜欢抓昆虫，尤其是萤火虫。但即使是孩子，这位初露头角的昆虫学家也看到了这些软体昆虫背后远比大多数人想象的复杂。索伦森说：“我注意到我自己院子里萤火虫的多样性相当显著，所以我开始试图理解这种多样性。”
索伦森现为北卡罗来纳州立大学昆虫学教授，多年来一直研究这些壮丽的生物（他甚至帮助发现了北卡罗来纳州蓝岭山脉中一个独特的萤火虫种群）。有一件事一直让他着迷，那就是为什么这些小生物会发光。这是许多人思考的问题。据索伦森说，答案出乎意料地复杂。
什么是萤火虫？
尽管名字叫萤火虫，但它们并不是真正的苍蝇或虫子。它们其实是生物发光甲虫。这意味着它们通过独特的化学反应自然产生光。
他们的身体含有一种叫荧光素的特殊有机化合物。这种化合物与氧气和一种称为荧光素酶的酶结合，在昆虫下腹部产生生化反应，产生从黄色、绿色到罕见蓝色的光。
萤火虫在温暖潮湿的地区繁衍生息，尤其是在森林、田野和湿地周围。在美国，它们大多生活在落基山脉以东，但在犹他州、新墨西哥州及其他西部州也有零星分布。全球已知萤火虫物种超过2000种，北美地区则有170多个物种。
美国东部最常见的萤火虫是Photinus pyralis，也称为东部萤火虫或北斗七星。
索伦森说：“这种物种通常活跃于许多人还在四处探查时。”它们也是一种容易捕捉的物种，因为东部萤火虫通常飞行缓慢且贴近地面。
为什么萤火虫会发光？
索伦森说：“这取决于你说的是哪个人生阶段。”例如，萤火虫幼虫闪光以警告潜在捕食者远离。索伦森说：“它们明亮的光芒向别人传递它们味道不好。”这种防御机制被称为警戒信号。
萤火虫（以及许多发光生物）确实味道难闻。这主要归功于一类被称为荧西布法金的有毒类固醇。卢西布法金甚至对小型蜥蜴致命。通过一些反复试验，潜在捕食者会很早学会避开这种发光的猎物。
但成年萤火虫也会闪烁，以与同类交流并吸引同类。现代萤火虫的祖先很可能只在幼虫时期发光。但经过数千万年，成虫将这种发光能力借用并适应，形成了复杂的交配仪式。
索伦森说：“在大多数北美萤火虫中，雄性有特定的闪光图案。”“如果它们在夜晚的正确时间飞行，通常是黄昏时分，”并发出正确的信号，雌性可能会看到信号并回闪回它。”
两只昆虫会靠近，“也许会发生某种费洛蒙交流”，这是一种化学信号，表明它们都准备好行动了。“如果大家都满意，它们交配，暂时没人闪现任何东西。”
这种复杂的求偶过程被称为“萤火虫交配舞”。虽然呼应系统在不同物种间很常见，但每个物种使用的模式各不相同。
例如，当雄性东方萤火虫大约每五秒闪烁一次J形图案时，雌性会以半秒的闪光回应。大烟山国家公园的埃尔克蒙特地区和南卡罗来纳州的康加里国家公园都是同步性萤火虫物种的家园。这些奇妙的甲虫协调闪烁的图案，在交配时创造出广阔的同步光影展示。它常常以数百甚至数千人为单位同时出现。
值得注意的是：全球大约四分之一的萤火虫物种成年后不发光，而那些发光的“看起来非常非常相似”，索伦森说。不过，“如果你熟悉各种闪光模式，就能推断出物种。”
认识萤火虫中的蛇蝎美人
虽然萤火虫的求偶舞蹈很有趣，但并非所有舞蹈都是纯真的。“致命女郎”萤火虫是捕食性甲虫（主要属于萤火虫属），它们采用其他萤火虫物种独特的闪烁图案以求生存。这些特定的萤火虫不会产生荧光虫，也就是那些驱赶捕食者的难吃类固醇。
相反，它们通过模仿Photinus和Pyractomena雌虫的闪烁图案来欺骗其他属的雄性萤火虫。一旦用诡计诱使雄性入食，雄性便将它们当晚餐食用，随餐食吸收发光的毒素。
索伦森说：“蛇蝎美人随后会用这些发光的化学物质保护它们的卵子，并在一定程度上保护自己免受捕食者侵害。”
萤火虫的生命周期
与致命女人不同，大多数萤火虫以幼虫身份大量进食。“作为成年人，它们的主要任务是找到彼此交配，并确保明年有更多的萤火虫，”索伦森说。
虽然饿死成熟后的自己听起来相当沉重，但成年对萤火虫来说其实是相对短暂的阶段。这些甲虫大部分生命周期——可达一到两年——以幼虫身份度过，埋藏在土壤中、腐烂的木材内或落叶层中。在这里，它们通过蛞蝓和蜗牛等软体昆虫获取营养。
萤火虫大部分时间以幼虫身份度过。图片来源：盖蒂图片社 / 伊沃·萨沃夫
之后，它们经历完全，脱离幼体，长出翅膀和腿等成年特征。这个阶段还会持续几周，然后就该成为成年人了。一旦完全长大，萤火虫会交配、产卵，并且体型较大，寿命从五天到一个月不等。然后循环又开始。
萤火虫效率极高
萤火虫特别酷的是，它们几乎100%的化学能转化为光。这意味着它们几乎不会因热能浪费而损失能量，而热能是从发电厂到白炽灯泡等各种设备中资源丰富的副产品。
索伦森说：“基本上，萤火虫已经学会了高效地产生光能。”“我越了解这些生物，就越觉得它们很迷人。”
