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  • 螢火蟲發(fā)光原理

    玉戈君

    螢火蟲能在黑暗中發(fā)出亮光,當(dāng)有很多螢火蟲聚集在一起時(shí),場面格外好看。那你知道螢火蟲為什么會(huì)發(fā)光嗎?今天就來跟大家說一說螢火蟲發(fā)光原理。

    螢火蟲發(fā)光原理

    簡要答案

    螢火蟲的發(fā)光原理簡單來說,就是熒光素在催化下發(fā)生的一連串復(fù)雜生化反應(yīng);而光即是這個(gè)過程中所釋放的能量。

    詳細(xì)內(nèi)容

    螢火蟲是一種軀體翅鞘柔軟、完全變態(tài)的甲蟲,一生歷經(jīng)卵、幼蟲、蛹及成蟲四個(gè)時(shí)期。全世界約有2000多種螢火蟲。目前已知的螢火蟲種類,其幼蟲都會(huì)發(fā)光,一般幼蟲的發(fā)光器位于第八腹節(jié)的兩側(cè),在夜間活動(dòng)時(shí)發(fā)光。至于成蟲會(huì)不會(huì)發(fā)光,則要視種類而定;例如弩螢屬的螢火蟲,雖然幼蟲會(huì)發(fā)光,但是雌雄成蟲都不會(huì)發(fā)光。

    螢火蟲發(fā)光原理

    螢火蟲的發(fā)光,簡單來說,是熒光素在催化下發(fā)生的一連串復(fù)雜生化反應(yīng);而光即是這個(gè)過程中所釋放的能量。由于不同種類的螢火蟲,發(fā)光的型式不同,因此在種類之間自然形成隔離。螢火蟲中絕大多數(shù)的種類是雄蟲有發(fā)光器,而雌蟲無發(fā)光器或發(fā)光器較不發(fā)達(dá)。雖然我們印象中的螢火蟲大多是雄蟲有兩節(jié)發(fā)光器、雌蟲一節(jié)發(fā)光器,但這種情況僅出現(xiàn)于熠螢亞科中的熠螢屬及脈翅螢屬。因?yàn)橄衽_(tái)灣窗螢,雌雄都有兩節(jié)發(fā)光器,兩者最大的區(qū)別在于雌蟲為短翅型,而雄蟲則為長翅型。

    螢火蟲發(fā)光原理

    螢火蟲的發(fā)光器是由發(fā)光細(xì)胞、反射層細(xì)胞、神經(jīng)與表皮等所組成。如果將發(fā)光器的構(gòu)造比喻成汽車的車燈,發(fā)光細(xì)胞就有如車燈的燈泡,而反射層細(xì)胞就有如車燈的燈罩,會(huì)將發(fā)光細(xì)胞所發(fā)出的光集中反射出去。所以雖然只是小小的光芒,在黑暗中卻讓人覺得相當(dāng)明亮。而螢火蟲的發(fā)光器會(huì)發(fā)光,起始于傳至發(fā)光細(xì)胞的神經(jīng)沖動(dòng),使得原本處于抑制狀態(tài)的熒光素被解除抑制。

    螢火蟲發(fā)光原理

    螢火蟲的發(fā)光細(xì)胞內(nèi)有一種含磷的化學(xué)物質(zhì),稱為熒光素,在熒光素的催化下氧化,伴隨產(chǎn)生的能量便以光的形式釋出。由于反應(yīng)所產(chǎn)生的大部分能量都用來發(fā)光,只有2~10%的能量轉(zhuǎn)為熱能,所以當(dāng)螢火蟲停在我們的手上時(shí),我們不會(huì)被螢火蟲的光給燙到,所以有些人稱螢火蟲發(fā)出來的光為“冷光”。

    螢火蟲發(fā)光原理

    至于螢火蟲發(fā)光的目的,早期學(xué)者提出的假設(shè)有求偶、溝通、照明、警示、展示及調(diào)節(jié)族群等功能;但是除了求偶、溝通之外,其它功能只是科學(xué)家觀察的結(jié)果,或只是臆測。螢火蟲于夜晚的發(fā)光行為,以黑翅螢為例,就目前的研究發(fā)現(xiàn),多是在日落后,雄蟲開始在棲地上邊飛邊亮;在雄蟲開始活動(dòng)不久后,雌蟲便開始出現(xiàn)于棲地周圍的高處(雌蟲也會(huì)發(fā)光,但只有發(fā)光器一節(jié),雄蟲則有兩節(jié)發(fā)光器),從晚上7點(diǎn)一直到11點(diǎn)半左右,在其棲地可以見到成百成千的螢火蟲發(fā)光,但差不多在晚上11點(diǎn)半過后,成蟲便逐漸停止發(fā)光。而且雄蟲發(fā)光的頻率也有變化,并非整晚的發(fā)光頻率都一樣。

    螢火蟲發(fā)光原理