萤火虫在发光的同时也在发热吗?
关注:96 发布时间:2021-09-06 20:33:48
不,荧光是冷光
萤火虫的发光体位于腹部,其光源来自体内的化学物质。这种光虽然明亮,但没有热量,也不产生磁场,所以是一种“冷光”。它们发出的冷光不仅发光效率高,而且非常柔和,非常适合人眼。
萤火虫通过体内的化学反应发光,这被称为生物发光。生物发光比较著名的例子可能是萤火虫发光。在荧光素酶(一种在生物发光反应中起作用的酶)的参与下,中的氧气一与钙、atp和荧光素结合就会发光。萤火虫发出“寒光”,不同于大量的热灯泡。在这个过程中,萤火虫不要放出大量的热量,造成过度的能量消耗是非常重要的。如果它的发光器官像灯泡一样热,萤火虫就活不了了。
萤火虫可以控制发光器官中化学反应的开始和结束,使光产生或消失。在这个化学反应中,氧是不可缺少的。有氧气时,发光器官亮;没有氧气的时候,光就消失了。昆虫没有肺。它们通过一系列复杂的微气管将氧气从外输送到内。控制微管中氧气运输的肌肉工作相对较慢,所以为什么一些种类的萤火虫能长时间如此快速地发光一直是个谜。直到比较近,研究人员发现一氧化氮在萤火虫控制发光中起着关键作用。简单来说,萤火虫不发光的时候,就不产生一氧化氮。此时,氧被束缚在内的线粒体表面,无法运输到发光器官;当一氧化氮存在,线粒体受到抑制时,氧气可以进入发光器官,与其他化学物质结合,产生生物发光反应。但由于一氧化氮的快速降解,一旦一氧化氮的产生停止,线粒体内的氧迅速重新结合,发光终止。
萤火虫发光似乎有很多原因。萤火虫幼虫能短暂发光,主要在夜间。虽然有许多种类的萤火虫幼虫生活在地下或半水生,但这些幼虫仍然具有相同的发光特性。萤火虫能产生防御性类固醇,让捕食者觉得它们不好。而幼虫则通过发光来警告捕食者,而且味道不好。萤火虫成虫大多根据自己独特的模式进行闪光,这样就可以识别出同类成员和异性成员。几项研究表明,雌性萤火虫根据自己的闪光模式特征选择配偶。在两种不同的萤火虫中,发现闪光速度较快、闪光强度较高的雄性萤火虫对雌性萤火虫更有吸引力。然而,有些种类的萤火虫成虫根本不发光,它们依靠信息素来寻找配偶。用信息素作为求偶信号是萤火虫比较初的求偶方式,而用光作为求偶信号是后来进化的结果。有些萤火虫有两种求偶方式。在进化上,它们介于只能发出信息素的萤火虫和只能发光的萤火虫之间。
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