萤火虫是什么动物
萤火虫在昆虫大家族中属于鞘翅目,萤科。世界已知它们的远房或近亲约有2100种,我国已记载76种。一般萤火虫体长几毫米,最大的长达17毫米以上。萤火虫是一种神奇而又美丽的昆虫。修长略扁的身体上带有蓝绿色光泽,前胸背板较平阔,常盖住头部,头上一对带有小齿的触角分为11个小节。 三对纤细、善于爬行的足。雄的翅鞘发达,后翅像把扇面,平时折迭在前翅下,只有飞时才伸展开;雌的翅短或无翅。有的类群有群居性,需要说明的是并非萤火虫科的所有种类都能发光。萤火虫的一生,经过卵、幼虫、蛹、成虫四个完全不同的虫态,属完全变态类昆虫。
发光机制及其应用
萤火虫的发光器官,雌虫生长在腹部末端三节,从外...全部
萤火虫在昆虫大家族中属于鞘翅目,萤科。世界已知它们的远房或近亲约有2100种,我国已记载76种。一般萤火虫体长几毫米,最大的长达17毫米以上。萤火虫是一种神奇而又美丽的昆虫。修长略扁的身体上带有蓝绿色光泽,前胸背板较平阔,常盖住头部,头上一对带有小齿的触角分为11个小节。
三对纤细、善于爬行的足。雄的翅鞘发达,后翅像把扇面,平时折迭在前翅下,只有飞时才伸展开;雌的翅短或无翅。有的类群有群居性,需要说明的是并非萤火虫科的所有种类都能发光。萤火虫的一生,经过卵、幼虫、蛹、成虫四个完全不同的虫态,属完全变态类昆虫。
发光机制及其应用
萤火虫的发光器官,雌虫生长在腹部末端三节,从外表看只是一层银灰色的透明薄膜,这就是萤光色素。如果把这层薄膜揭开在放大镜下观察,便可见到数以千计的发光细胞,再下面是反光层,在发光细胞周围密布着小气管和密密麻麻的纤细神经分支。
发光细胞中的主要物质是荧光素和荧光酶。当萤火虫开始活动时,呼吸加快,体内吸进大量氧气,氧气通过小气管进入发光细胞,荧光素在细胞内与起着催化剂作用的荧光酶互相作用时,荧光素就会活化,产生生物氧化反应,导致萤火虫的腹下发出碧莹莹的光亮来。
又由于萤火虫不同的呼吸节律,便形成时明时暗的“闪光信号”。人们经过研究,把其发光的过程,列一简单的公式:
荧光酶作用
荧光素 + 氧气 ─────→ 发出荧光
萤火虫体内的荧光素并不是用之不竭的,那幺它们不断地多次发光,能量又是从何而来的呢?原来能量来自三磷酸腺苷(简称ATP),它是一切生物体内供应能源的物质。
萤火虫体内有了这种能源,不但能不间断地发光,而且亮度也较强。只有发光结构还不能发光,还要有脑神经系统调节支配。如果做个实验,将萤火虫的头部切除,发光的机制也就失去作用。雌虫因腹部倒数第2、3节整节都能发光,看起来似为宽带状,而末节只形成点状发光,它在体节两侧,从背面也能看见。
雄虫只有腹部末节可以发光,与雌虫腹部末节相同,也呈两个点状光。
卵、幼虫、蛹都可发光。卵在刚产下时是不能发光的,只是临近孵化时,从卵壳外可见2个光点。有实验证明它是幼虫在卵壳内活动所致,因此,实际是已形成的幼虫发的光。
幼虫腹部末端倒数第2节可见发光器,但仅能发两个光点,它从背面可见。化蛹4-5天后,蛹的腹部末端两侧各有一个可见光斑,但蛹都在泥沙做的茧室中,所以其发光并不可见。
萤火虫发光的效率非常高,几乎能将化学能全部转化为可见光,为现代电光源效率的几倍到几十倍。
由于光源来自体内的化学物质,因此,萤火虫发出来的光虽亮但没有热量,也不产生磁场,人们称这种光为“冷光”。由于萤火虫的光不带辐射热,物理学家们认为这是非常理想的灯光,因一般东西发光时,同时也要发热,如点着了的蜡烛。
又如电灯开-亮后灯泡也热得发烫。然而人们并不需要灯光发热,假使能创造出像萤火虫一样不发热的光来那将是很理想的。三十多年前,人们模拟了萤火虫发光的原理创造出一种日光灯(萤光灯)来,基-本上达到了这种要求。
随着科学的发展,萤光的应用也越来越广泛。利用萤光检查食物中细菌的含量,在含有易爆性瓦斯的矿井中用萤光灯照明,在弹药库中的指示灯、水下作业的发光灯,无不用的是萤光。美国的生物化学家根据萤火虫的发光原理和机制,提出了电子转移反应原理,它可以解释腐蚀现象、光合作用等,特别是激光器的开发利用,因此荣获1992年诺贝尔化学奖。
萤火虫的一生
萤火虫喜欢生活在潮湿、多水、杂草丛生的地方,特别是溪水、河流两岸,我国曾有一句古语叫"腐草生萤",反映的就是这种习性。成虫不取食,只吸一点露水。雌虫比雄虫羽化要晚1周多时间,然后它闪着萤光,寻找配偶。
当雄虫发现闪光后即飞来交尾。交尾后的雌虫通常把卵产在紧靠水面而又蔽阴的灌木、杂草或岩石上。一头雌虫一生可产上千粒卵,但奇怪的是它把这些卵分别产在5-6个不同的地方,这也许是为了更有效地保存后代吧。
卵略呈圆形,直径大约0。5毫米左右,常300-400粒为一块。刚产下的卵壳柔软,需经1周左右才能变硬,大约2周以后,从卵壳外可以看到幼虫的发育情况,3周后卵开始孵化。卵期平均都在1个月左右。卵的颜色变化由乳黄到白色,再到乳白色,孵化前变为暗黑色。
幼虫孵化一般都在午夜进行,它用上颚把卵咬破,然后破卵而出,孵化过程为半小时左右。刚孵化的幼虫约1。5-2毫米,孵化出壳后,幼虫马上就钻入水底。在水底,它们白天潜入石下或泥沙中,夜间出来觅食,主要取食水中有甲壳的软体动物,特别是蜗牛。
幼虫一般6-7龄,老熟幼虫体长可达20多毫米。幼虫期较长,通常一年左右,有的甚至超过两年。老熟幼虫待到化蛹时即从水底爬上岸,它通常都选择阴雨天进行。当选择到合适的地方后,用泥沙做成茧室,在其中化蛹,蛹期10-15天。
成虫羽化后,先不动,在茧室内停留2-3天,有的种类时间更长。这期间,体色增加,身体变硬,最后出茧室,来到水边的杂草中或灌丛间。成虫喜欢在晴天、高温、无风的夜晚活动,白天则躲在阴暗遮阳的地方休息。
夜晚活动有3次高峰,分别在21点、24点和凌晨3点左右。成虫交配、产卵后,即完成了其历史使命,平静地结束其一生。收起