Как светятся светлячки - и какие сигналы они посылают

Как светятся светлячки - и какие сигналы они посылают
Свет светлячка является частью его стратегии спаривания. Японский фейерверк / Shutterstock.com

Возможно, вы не уверены, что видели то, что, по вашему мнению, видели, когда появляется первый. Но вы смотрите в направлении мерцания света, и вот оно снова - первая светлячка вечера. Если вы находитесь в хорошей среде обитания светлячков, вскоре там будут летать десятки или даже сотни насекомых, высвечивая свои таинственные сигналы.

Светлячки - альтернативно известные как молниеносные жуки в большинстве Соединенных Штатов - не являются ни мухами, ни жуками. Это жуки с мягким крылом, связанные с жуками-щелкунами и другими. Наиболее драматичным аспектом их биологии является то, что они могут производить свет; эта способность в живом организме, называемая биолюминесценцией, встречается относительно редко.

Я энтомолог, который занимается исследованиями и изучением экологии и биологии насекомых. Недавно я пытался понять разнообразие и экология светлячков в моем родном штате Северная Каролина. Светлячки широко распространены в Северной Америке, в том числе во многих местах на западе, но они наиболее многочисленны и разнообразны в восточной половине континента, от Флориды до южной Канады.

Биолюминесцентные жуки

Как светятся светлячки - и какие сигналы они посылают
Химическая реакция в брюшной полости жука придает ему биолюминесценцию. Кэти Кейфер / Shutterstock.com

Светляки производят свет в специальных органах в их брюшной полости, комбинируя химическое вещество под названием люциферин, ферменты, называемые люциферазой, кислород и топливо для клеточной работы, АТФ. Энтомологи считают, что контролируют вспышку, регулируя, сколько кислорода поступает в органы, производящие свет.

Светлячки, вероятно, первоначально развили способность светиться как способ отразить хищников, но теперь они в основном используют эту способность, чтобы найти партнеров. Интересно, что не все светлячки производят свет; Есть несколько видов, которые летают и, видимо, полагаются на запахи феромонов, чтобы найти друг друга.

У каждого вида светлячков есть своя сигнальная система. У большинства североамериканских видов самцы летают вокруг на нужной высоте, в нужной среде обитания и в нужное время ночи для своих видов и излучают сигнал, уникальный для их вида. Самки сидят на земле или в растительности, наблюдая за самцами. Когда женщина видит, что она делает сигнал своего вида - и делает это хорошо - она ​​вспыхивает в ответ со вспышкой, соответствующей виду. Затем оба взаимно сигнализируют, как мужчина летит к ней. Если все идет хорошо, они дружат.

Хорошим примером является Photinus pyralis, общий вид заднего двора часто называют Большой Медведицы. Мужчина летит в сумерках около 3 футов от земли. Каждые пять секунд или около того он делает одну секунду вспышки, когда он летит в форме буквы "J." Photinus pyralis сидит в низкой растительности. Если она видит парня, которого она любит, она ждет две секунды, прежде чем сделать третью собственную вспышку в третью секунду.

Некоторые виды могут «звонить» в течение многих часов ночью, в то время как другие вспыхивают в течение приблизительно 20 минут или около того прямо в сумерках. Светлая коммуникация светлячка может стать намного более сложной; у некоторых видов есть несколько сигнальных систем, а некоторые могут использовать свои световые органы для других целей.

В то время как большинство светлячков мужского пола делают свое дело и вспыхивают независимо от других самцов того же вида, есть такие, которые синхронизируют свои вспышки, когда вокруг много других. В Северной Америке два самых известных вида, которые делают это Фотин каролинус Аппалачи, в том числе в национальном парке Грейт Смоки Маунтинс, А Photuris frontalis это освещает такие места, как Национальный парк Конгари в Южной Каролине.

В обоих этих видах ученые считают, что самцы синхронизируются, поэтому у всех есть возможность искать самок, а самок - мужчин. Эти показы являются захватывающими, и толпа людей, желающих увидеть их в самых известных местах, заставила провести лотерея за разрешение на их просмотр, Оба вида, однако, встречаются в широких географических пределах, и их можно было бы увидеть в других, менее перегруженных местах.

Вонючая химическая защита

Многие светлячки защищают себя от хищников химическими веществами, называемыми lucibufagins, Это молекулы, которые насекомые синтезируют из других химических веществ, которые они едят в своем рационе. Люцибуфагины по химическому составу очень похожи на токсины, выделяемые жабами на их коже, и хотя они токсичны в правильных дозах, они также крайне неприятны.

Как светятся светлячки - и какие сигналы они посылаютСпаривание Photinus pyralis. Клайд Соренсон, CC BY-ND

Птицы и другие хищники быстро учатся избегать светлячков. Я видел, как жаба на моем заднем крыльце съела светлячка и быстро выплюнула его обратно; насекомое ушло, липкое, но, видимо, не пострадало. Один мой коллега однажды положил светлячка в рот - и он замерзал на час!

Многие другие насекомые визуально имитируют светлячков, чтобы пожинать выгоду, выглядя как нечто неприятное и ядовитое. Светлячки, кажется, производят и другие защитные химические вещества, некоторые из которых могут способствовать их характерному запаху.

Много Photuris светлячки не могут производить эти защитные химикаты. Таким образом, самки этих больших длинноногих жуков делают что-то удивительное: как только они спариваются, они начинают подражать вспышкам женского пола. Photinus а затем съесть мужчин, которые отвечают. Эти роковые женщины продолжают использовать люцибуфагины, которые они приобретают, проглатывая свою сильно разочарованную добычу, чтобы защитить себя и свои яйца от хищников. Они быстро переносят химические вещества в кровь и спонтанно кровоточат, если их захватывает хищник.

Как светятся светлячки - и какие сигналы они посылают Как только светлячки потеряют карман среды обитания, вряд ли они вернутся. Фер Грегори / Shutterstock.com

Нет места лучше дома

Большинство светлячков - специалисты по среде обитания, использующие леса, луга и болота. Они полагаются на то, что среда обитания остается безмятежной в течение года или более, что требуется им для завершения своих жизненных циклов. Эти насекомые проводят Большую часть своей жизни личинки охотятся на дождевых червей и других животных в почве или опавших листьях - большинство взрослых вообще не кормятся. Если эта среда обитания нарушается в молодости, население может быть уничтожено.

Добавление к этой уязвимости является фактом, что женщины многих разновидностей - как известные синие призраки южных Аппалачей и в другом месте - бескрылые и не могут разойтись дальше, чем они могут идти, Если популяция голубых призраков будет уничтожена в результате лесозаготовок или других нарушений, восстановление не будет. Поэтому разрушение среды обитания является одной из самых больших угроз для светлячков. Другие опасности включают в себя световое загрязнение от искусственного освещения и, возможно, применение инсектицидов для борьбы с комарами.

О светлячках еще многое предстоит узнать. Энтомологи вроде меня определили о 170 или около того видов в Северной Америке, но ясно, что здесь встречается гораздо больше видов. Обратите внимание на светлячков в вашем районе; наблюдать за их вспышками и поведением. Возможно, вы обнаружите один из этих новых видов.

Об авторе

Клайд Соренсон, профессор энтомологии, Университет штата Северная Каролина

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

ИНГ

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ