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螢火蟲發光不只是照亮夜空

   在四川省眉山市青神縣,其優良的生態環境吸引了大量螢火蟲繁衍生息。提到螢火蟲,大家或許會在腦海中閃過一幅畫面:暮色下的森林里,螢火蟲自由飛舞,宛如浩瀚宇宙中的顆顆恒星,螢火微光為森林增添神秘的光圈。
 
   那你知道螢火蟲為什么會發光嗎?它又是如何發光的?
 
繁衍后代和警示
 
   螢火蟲,是鞘翅目螢科的昆蟲,全球有2000多種。古代希臘人稱螢火蟲為“朗皮里斯“,意為“屁股上掛燈籠者”,法語中則稱它為“發光的蠕蟲”。
 
   螢火蟲發光和人靠衣裝馬靠鞍,是一個道理,只有將自己打扮得光鮮亮麗才能吸引異性繁衍后代。
 
   科學家研究發現,有些種類的螢火蟲只有雄性腹部末端會發光,而有些種類雌雄都會發光。螢火蟲發光有兩個目的:一方面,通過一閃一閃不同節律的“光語”,來傳達相互之間的求偶信號。另一方面是為了警示,蜥蜴誤食螢火蟲會死亡,證明螢火蟲發光還有警告其他生物的作用。
 
擁有發光細胞
 
   螢火蟲發光需要具備熒光素酶、熒光素、金屬離子等條件。
 
   螢火蟲有專門的發光細胞,里面有螢光素和熒光素酶兩種物質。其中,熒光素在熒光素酶催化下,與氧氣反應產生激發態的氧化熒光素,當它從激發態回到基態時就會釋放光子發光。螢火蟲反應中的能量95%都轉化成光,只有極少部分用于發出熱量,因此它的腹部末端雖然很亮,卻不會被燒傷。
 
   科學家認為,熒光素酶中和底物熒光素作用的氨基酸殘基,決定了熒光素結構變化發光的顏色,當作用氨基酸為絲氨酸時發黃綠色光,而當作用氨基酸為天冬氨酸時發紅光。也有學者認為,熒光素酶活性口袋的大小決定了嵌入口袋的熒光素發光顏色,這是因為活性口袋大小可以引發相互作用的水分子不同,導致活性口袋極性的差別,從而使得發光顏色有差異。
 
可快速準確判斷水質好壞
 
   螢火蟲的光很美,但正因為這美麗的光,使其容易被一種妖掃螢屬的雌蟲盯上,因為這些雌蟲可以模仿另一種螢火蟲發出一整套光信號,當雄蟲接收到信號趕來時,螢火蟲就會被它們殘忍吃掉,由此可見,螢火蟲的世界相當險惡。
 
   在我們心中,螢火蟲是浪漫和美麗的,但實際上,它們卻是肉食動物,以小型蝸牛、蛞蝓、蚯蚓,甚至貝殼和螺絲為食。尤其是螢火蟲的幼蟲,都是肉食動物,而成蟲卻可能會以植物花蜜或花粉為食。
 
   螢火蟲散發的光不僅照亮黑夜,其發光原理在現實生活中還有著廣泛的應用。比如在醫學領域中,熒光素被用于研究細胞和分子活動,將熒光素標記在細胞或分子上,通過發光情況來研究其活動和變化。另外,熒光素還被用于環境監測,尤其是在水質檢測中,科學家可以將熒光素標記在水中的微生物上,通過觀察其發光情況來判斷水質的好壞,這種方法不僅快速、準確,而且對環境沒有污染。
 

責編:一冰

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