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第236期自然3分钟浏览 49

发布 · 杂学书库 别馆

萤火虫是怎么自己发光的?

不是肚子里在烧火,而是物质、酶和氧气反应产生的冷光。

夏夜草叶上发出黄绿光的萤火虫,无人无字

萤火虫肚子上闪闪的光,并不是火在燃烧。腹部下方的发光器官里,造光的物质和酶与氧气相遇,通过化学反应发出光。几乎不产生热,这叫“冷光”。看起来像划过夜空的小手电,原理却完全不同。

肚子下面发生化学反应

萤火虫腹部下方有发光器官。里面有一种叫荧光素的物质,和叫荧光素酶的酶以及氧气相遇,就会发出光。名字记一次就够,之后把它想成“造光的物质和酶”即可。

国家地理介绍说,萤火虫在特殊细胞里把氧气和那种物质结合,几乎不发热地造光。科学美国人杂志也说明氧气、钙、ATP等会一起参与。打个简单比方:材料混在一起时,能量以光的形式释放出来。不像灯泡那样发烫,所以小小的身体也能安全闪烁。

不是火焰,是冷光

灯泡发光时会带走很多热,而萤火虫的光几乎把能量都变成光——这叫“冷光(生物发光)”。史密森海洋介绍也整理说,造光物质与氧气反应时会产生光。海里有些生物也用类似的生物发光,但萤火虫在腹部发光器官里精细调控这一反应。

所以“肚子里在烧火”这种说法不对。它不会像火焰那样灼伤或发烫,而是体内化学反应变成了光。效率到底有多高,各资料说法略有不同,有的写九成左右。

闪烁是每种萤火虫不同的信号

光通常是找配偶的信号。雄虫发出本种特有的闪烁图案,雌虫再对上节奏回答。每种萤火虫闪烁的间隔和长短不同,同一夜里多种共处也不容易认错——有点像每种都用自己的摩尔斯电码。

幼虫发光时,很多解释把它看作对捕食者“我不好吃”的警告。国家地理写道,成虫的闪烁既可能是求偶信号,也可能是难吃的警告。至于如何开关闪烁,各研究的细节表述仍有差别。

萤火虫的光不是肚子里的火,而是物质、酶和氧气相遇形成的冷光。

整理与参考笔记 · National Geographic·Scientific American·Smithsonian Ocean. 参考国家地理萤火虫介绍(腹部发光器官、荧光素、几乎无热的光、种间闪烁、求偶与警戒)、科学美国人(氧气、钙、ATP、荧光素、荧光素酶,冷光,氧气供给与一氧化氮参与闪烁调控的研究),以及史密森海洋生物发光概述(荧光素、氧气、荧光素酶)。效率数字(九成左右等)和闪烁调控细节因资料与研究而异。并非所有种类使用同一图案。

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关于萤火虫肚上的光,哪项最接近?

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