[科普中國]-螢科

螢科（Lampyridae）是節(jié)肢動(dòng)物門（Arthropoda）、六足亞門（Mandibulata）、昆蟲綱（Insecta）、有翅亞綱（Pterygota）、鞘翅目（Coleoptera）、多食亞目（Polyphaga），屬于花螢總科的一科，另外兩科分別為紅螢科（Lycidae）和花螢科（Cantharidae）。螢科通稱“螢火蟲”，廣東話也有稱為“打火蟲”。全世界已知約2000種，分布于熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū)。中國記載10屬54種。常見種類：中華黃螢（Luciola chinensis L.），山窗螢，黃緣螢。1

外形特征螢科昆蟲體長4-18mm；體扁，多黑色、紅褐色或褐色；頭隱于前胸背板下，觸角11節(jié)，絲狀、櫛狀等；復(fù)眼發(fā)達(dá)；前胸背板多為半圓形；前中足基節(jié)圓錐形，前足具亞基節(jié)；后足基節(jié)橫形，跗節(jié)5-5-5；鞘翅扁寬，蓋及腹端，翅面多具脊線；腹部可見7-8節(jié)，末端2節(jié)（雄）或1節(jié)（雌），內(nèi)有磷化物發(fā)光質(zhì)，經(jīng)發(fā)光酵素作用，可發(fā)黃綠冷光；雌蟲多缺翅。成蟲壽命一般只有5天至2星期，發(fā)光用以吸引異性，發(fā)光時(shí)間一般只維持2至3小時(shí)，不同種閃光間隔不一樣。成、幼蟲均捕食性，一般多發(fā)生在水邊和溫暖潮濕的地方。其它兩科均白天活動(dòng)，不發(fā)光。1

棲息環(huán)境該科昆蟲喜歡生活在水邊或濕潤的環(huán)境，通常在夜間活動(dòng)。2

生活習(xí)性肉食性，捕食蝸牛、蛞蝓等軟體動(dòng)物和蚯蚓等環(huán)節(jié)動(dòng)物，獲得獵物后，用上顎將分泌液注入獵物體內(nèi)，進(jìn)行體外消化，然后再吸入體內(nèi)。通常一只蝸牛會(huì)有許多只螢火蟲來分享。卵、幼蟲、蛹和成蟲都能發(fā)光，成蟲的發(fā)光有引誘異性的作用。3

發(fā)光原理螢火蟲的卵、幼蟲、蛹、成蟲均能發(fā)光。螢火蟲幼蟲的發(fā)光被認(rèn)為具有警戒、恫嚇天敵的作用,而成蟲被認(rèn)為利用閃光進(jìn)行種的辨認(rèn)、求偶及誘捕。通常,雄螢在空中飛行過程中發(fā)出特異性的閃光,雌螢發(fā)出回應(yīng)信號,雄螢借此發(fā)現(xiàn)并定位雌螢。雌螢閃光的持續(xù)時(shí)間和間隔時(shí)間都具有物種特異性,因此可以向雄螢提供物種信息、性別信息和地點(diǎn)信息等。而在同種螢火蟲雄性競爭中,自然選擇壓力使雄性螢火蟲在交配前的求偶儀式越來越復(fù)雜,持續(xù)的時(shí)間越來越長。雌螢并不是簡單地選擇閃光亮度最強(qiáng)的雄螢,雄性個(gè)體大小,移動(dòng)速度及交配守衛(wèi)姿勢等因素也決定著雌螢對雄螢的選擇。Photinus concimilis的雌螢被多只雄螢競爭時(shí),會(huì)選擇那些閃光頻率高于平均值,閃光時(shí)間近于平均值的雄螢。目前,國外對于螢火蟲閃光交流信號方面研究較多,而國內(nèi)除臺灣地區(qū)外則研究較少。4

螢火蟲閃光信號的組成

光作為信息的載體,其中包含的信息量隨光載體的修飾程度而變化。閃光信號所包含的信息、閃光信號的傳遞、接收都是影響螢火蟲兩性交流的因素。閃光信號的頻率、光譜、強(qiáng)度及這些參數(shù)在時(shí)間和空間上的分布都可看成信號的編碼。單一閃光信號包含以下參數(shù):光譜組成、發(fā)光器的形狀、閃光信號模式和光的運(yùn)動(dòng)。4

發(fā)光器

發(fā)光器的形狀及大小通常是螢火蟲種間辨認(rèn)的基礎(chǔ),不同螢火蟲發(fā)光器的形態(tài)差異非常大。雄螢發(fā)光器一般2節(jié),雌螢發(fā)光器1～3節(jié),差異較大,如水棲螢火蟲Luciola substriata雄螢發(fā)光器2節(jié),第1節(jié)發(fā)光器位于第5腹節(jié),呈帶狀,第2節(jié)發(fā)光器位于第6腹節(jié),呈“V”字形,雌螢僅有1節(jié)發(fā)光器,帶狀,位于第5腹節(jié)。4

光譜組成

螢火蟲發(fā)出光的顏色是由其體內(nèi)熒光素的結(jié)構(gòu)及熒光素與熒光素酶相互作用的方式所決定的,螢光光譜具有種特異性,不同種類螢火蟲的光譜不同。大多數(shù)螢火蟲發(fā)出黃綠色螢光,夜晚中黃綠光所包含的信息容易被同種螢火蟲所接收。在信號傳遞中,黃綠光能盡量減少損耗從而提高信號接收的效率即信噪比。4

光的運(yùn)動(dòng)

至今還未發(fā)現(xiàn)光的運(yùn)動(dòng)參與信息的編碼,但在非生物發(fā)光的動(dòng)物中,無論脊椎動(dòng)物還是無脊椎動(dòng)物,姿勢是在行為接觸中最為重要和最為直接的視覺信號。螢火蟲雄螢通常在空中飛行,發(fā)出種特異性閃光進(jìn)行求偶,其發(fā)光軌跡具有種特異性。雌螢并非根據(jù)雄螢的單個(gè)閃光脈沖進(jìn)行種及性別的辨認(rèn),而是辨認(rèn)雄螢飛行時(shí)發(fā)出的閃光信號序列及閃光軌跡。4

閃光信號模式(Flash signal pattern)

螢火蟲的閃光模式包含了許多子參數(shù),如雄螢特異性閃光模式(Maleflash-pattern)、雄螢特異性閃光間隔(Maleflash pattern interval)、雌螢回應(yīng)時(shí)間(Female response delaytime)和雌螢閃光時(shí)間(Female flash length)。不同螢火蟲的閃光信號差異非常大,同種螢火蟲不同行為具有不同的閃光信號。研究發(fā)現(xiàn)只有在Photinus pyralis雄螢閃光2s時(shí)發(fā)出一個(gè)模擬的回應(yīng)閃光,才能引誘到雄螢。Photinus scintillans的雌螢只對間隔為0.13～0.16s的閃光做出回應(yīng),而對間隔為0.20～0.34s的閃光并不回應(yīng)。4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

許文濤 - 副教授 - 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)