萤火虫发光是其交配策略的一部分。 日本烟花/Shutterstock.com

当第一只萤火虫出现时，你或许并不确定自己看到的究竟是什么。但你循着光点的方向凝视，它又出现了——这是傍晚的第一只萤火虫。如果你身处萤火虫适宜栖息的地方，很快就会有几十只，甚至上百只萤火虫在周围飞舞，闪烁着它们神秘的信号。

萤火虫——在美国大部分地区也被称为闪光虫——既不是苍蝇也不是虫子。它们是软翅甲虫，与叩甲等昆虫有亲缘关系。它们生物学上最引人注目的特点是…… 它们可以发光生物体中的这种能力，称为生物发光，相对来说比较罕见。

我是一名昆虫学家，从事昆虫生态学和生物学的研究和教学工作。最近，我一直在尝试了解…… 萤火虫的多样性和生态 在我的家乡北卡罗来纳州，萤火虫随处可见。它们广泛分布于北美各地，包括西部许多地方，但在北美大陆的东半部，从佛罗里达州到加拿大南部，它们的数量最多，种类也最丰富。

生物发光甲虫

甲虫腹部的化学反应使其具有生物发光能力。 Cathy Keifer/Shutterstock.com

萤火虫腹部的特殊器官通过将一种叫做荧光素的化学物质、一种叫做荧光素酶的酶、氧气和细胞能量来源ATP结合起来产生光。昆虫学家认为，它们通过调节输送到发光器官的氧气量来控制闪光。

萤火虫最初进化出发光能力可能是为了吓退捕食者，但现在它们主要利用这种能力来寻找配偶。有趣的是，并非所有萤火虫都会发光； 有几种鸟类是白天飞行的。 它们显然依靠信息素的气味来找到彼此。

每种萤火虫都有自己独特的信号系统。在北美的大多数萤火虫中，雄性会在适合它们物种的活动高度、栖息地和夜晚的特定时间飞行，并发出它们特有的信号。雌性则栖息在地面或植被中，观察雄性的动向。当雌性看到雄性发出它们物种特有的信号——而且信号传递得非常准确——它也会发出与自身物种相符的信号作为回应。然后，雌雄双方互相发出信号，雄性便会飞向雌性。如果一切顺利，它们就会交配。

一个很好的例子是 Photinus pyralis这是一种常见的庭院蝴蝶，常被称为“大熊座”。雄蝶在黄昏时分飞行，离地约3英尺（约90厘米）。它每隔大约5秒钟就会闪光一次，飞行轨迹呈“J”字形。雌蝶…… Photinus pyralis 她栖息在低矮的植被中。如果她看到心仪的雄性，她会等待两秒钟，然后在第三秒钟闪现半秒钟。

有些萤火虫会在夜间“鸣叫”数小时，而有些则只在黄昏时分闪烁约20分钟。萤火虫的光通讯方式远比这复杂得多；有些种类拥有多种信号系统，有些种类甚至可能将发光器官用于其他用途。

虽然大多数雄性萤火虫各自独立活动，互不干扰同种其他雄性萤火虫的闪光，但也有一些雄性萤火虫会在周围有很多其他雄性萤火虫时同步闪光。在北美，最著名的两种会同步闪光的萤火虫是…… Photinus carolinus 阿巴拉契亚山脉的 包括大烟山国家公园，并 前额光 它们照亮了像南卡罗来纳州康加里国家公园这样的地方。

科学家认为，在这两种物种中，雄性会进行同步行为，以便所有雄性都有机会寻找雌性，雌性也有机会向雄性发出信号。这些求偶展示非常壮观，而蜂拥至著名景点观看的游客使得开展相关工作变得十分必要。 通过抽签获得观看许可不过，这两个物种的分布范围都很广，或许可以在其他不那么拥挤的地方看到它们。

臭气熏天的化学防御

许多萤火虫利用一种叫做……的化学物质来保护自己免受捕食者的侵害。 lucibufagins这些分子是昆虫利用食物中的其他化学物质合成的。卢西布法金的化学结构与蟾蜍皮肤分泌的毒素非常相似，虽然在适当剂量下具有毒性，但它们的味道也极其难闻。

交配中的 Photinus pyralis。 克莱德索伦森, CC BY-ND

鸟类和其他捕食者很快就学会了避开萤火虫。我曾亲眼看到我家后廊上的一只蟾蜍吃了一只萤火虫，然后立刻把它吐了出来；那只昆虫走开了，虽然黏糊糊的，但显然毫发无损。我的一位同事曾经把一只萤火虫放进嘴里——结果他的嘴麻木了一个小时！

许多其他昆虫通过模仿萤火虫的外形来获取优势，使自己看起来像某种令人厌恶且有毒的生物。萤火虫似乎还会产生其他防御性化学物质，其中一些可能与它们独特的气味有关。

更多来自Google的 类Photuris 萤火虫无法制造这些防御性化学物质。因此，这些体型较大、腿较长的雌性萤火虫会做出令人惊讶的事情：交配后，它们会开始模仿雌性萤火虫的闪光。 的Photinus 然后，它们会吃掉那些做出反应的雄性。这些致命的雌性会利用从极度失望的猎物身上获得的毒蛙毒素来保护自己和卵免受捕食者的侵害。它们会迅速将这些化学物质转移到血液中，一旦被捕食者抓住，就会自发地流血。

一旦萤火虫失去一小片栖息地，它们就不太可能再回来了。 Fer Gregory/Shutterstock.com

没有像家一样的地方

大多数萤火虫都是栖息地专一性昆虫，它们利用林地、草地和沼泽地。它们依赖于这些栖息地在一年或更长时间内保持不受干扰，才能完成其生命周期。这些昆虫花费大量时间…… 它们一生的大部分时间都以幼虫形态度过。 它们以土壤或落叶层中的蚯蚓和其他动物为食——大多数成虫根本不进食。如果幼年时期栖息地遭到破坏，种群可能会灭绝。

雪上加霜的是，许多物种的雌性——例如阿巴拉契亚山脉南部和其他地方著名的蓝幽灵—— 它们没有翅膀，而且只能步行，无法扩散到更远的地方。如果蓝幽灵萤火虫种群因伐木或其他干扰而遭到破坏，则无法重建。因此，栖息地破坏是萤火虫面临的最大威胁之一。其他危害包括： 人造光造成的光污染 或许还可以使用杀虫剂来控制蚊虫。

关于萤火虫，我们还有很多需要了解。像我这样的昆虫学家已经发现 北美洲大约有170种左右。但很显然，这里还栖息着许多其他种类的萤火虫。留意一下你家附近的萤火虫；观察它们的闪光模式和行为。或许你会发现其中一种新的物种。

关于作者

克莱德·索伦森，昆虫学教授 北卡罗来纳州立大学

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