螢火蟲為什麼白天不發光?為什麼會發光?一項技術人類還未學會

2021-01-08 劉同學的科學戰記

抽象和神奇的蜻蜓剪影和螢火蟲的形象在夜間森林飛行。螢火蟲文化來源已久,明代李時珍的《本草綱目》仍引陶弘景的說法曰:「此是腐草及爛竹根所化,初時如蛹,腹下已有光,數日變而能飛。」

螢火蟲非常美麗,因為它們會發光,所以螢火蟲又叫又稱火金姑 (閩南語)、火焰蟲等等。所以螢火蟲的別名非常多也很好聽。都和火離不開。並且螢火蟲在夜空中閃爍時真的特別像微弱但漂亮的火焰。

很多螢火蟲都能發光,但並不是全部都可以。通常,只要有發光器官的甲蟲,就會被稱為螢火蟲。所以,狹義的螢火蟲單指螢科,而廣義的螢火蟲則包括光螢科。所以我們有時看到的螢火蟲可能就是個會發光的甲蟲。不過不管是啥蟲,能發光就是神秘而美麗的蟲子。

可是螢火蟲為什麼要發光呢?螢火蟲發光是為了求偶, 有些種類的螢火蟲只有雄蟲有發光器官,而有些種類則雙方都有。所以發光是螢火蟲尋找男女朋友的必備行為。

螢火蟲還是挺聰明的,所有螢火蟲都只在夜晚發光,因為在日間它們的光不足以強到能吸引同類的注意。白天發光浪費體能,同伴還看不到,因此無法求偶,那就只能乖乖在晚上發光了。

這是插圖繪畫,可愛的機器人坐在蝸牛上,背景就是繁星點綴的螢火蟲。有些種類的螢火蟲發的光是一閃一閃的,有些則是持續不斷的發光。如果螢火蟲一閃一閃,頗有童話的美感,如果持續不斷發光,也會覺得這片草地特別漂亮。

為什麼有的會一閃一閃,有的會持續發光呢?這因種類而異,並且發的光在長度和節律上都有所不同。

北美的Photinus pyralis,雌性蟲也有發光器官,雌雄識別的關鍵是雌蟲在接收到雄蟲光信號後兩秒鐘應答。而在另一些種類裡面,這些甲蟲會與周圍的間斷光信號同步,從外面看起來,整個樹叢或森林就在同步發亮了。所以我們能看到森林裡有的地方一閃一閃,而有的地方的光源持續不斷。這是因為螢火蟲的應答機制不同。

螢火蟲為什麼能發光呢?螢火蟲體內有發光細胞,細胞內含有螢光素和螢光素酶。螢光素能在螢光素酶的催化下消耗ATP,並與氧氣發生反應,反應中產生激發態的氧化螢光素,當氧化螢光素從激發態回到基態時釋放出光子。所以我們就可以看到螢火蟲發的光了,本質上就是化學反應。我們人眼能在黑夜中看到東西也是因為眼睛發生了化學反應。

不過螢火蟲也很厲害的,人類也有不及之處。螢火蟲釋放的能量幾乎全部以光的形式釋放,只有極少部分以熱的形式釋放,反應效率為95%,所以螢火蟲不會被自己燒死。效率達到95%的燈泡目前還沒有,要是造出來了估計會更省電了。

總的來講,螢火蟲十分美麗,並且具有文化內涵,而螢火蟲發光是為了求偶並且總在夜裡發光,這減少了自身能量的消耗。另外,螢火蟲的發光效率特別高,達到95%,而我們要努力造出來這種高效率的發光體。

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    螢火蟲在夏日傍晚的叢林裡很常見,它們就像會飛的燈籠一樣,閃爍在夜晚。螢火蟲發出的光是黃綠色的螢光。螢光幾乎不產生熱量,這是它最不同於日光的特點螢火蟲的卵一般情況下是埋在土裡的,剛剛孵化出的幼蟲從土裡鑽出來時,與成蟲並不相像。雖然顏色相近,體形卻是扁平的。
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  • 螢火蟲為何會發光?
    螢光素酶基因可能是後者的複本,並在螢火蟲遙遠的祖先身上發生了變異,導致其能夠發出極其微弱的光亮。  漫長的時間過去了,這種高濃度的化學物質伴隨演化出了專門的組織來形成全新的「發光器官」——形如燈籠的螢火蟲發光器。  對於螢火蟲而言,「光就是愛情的語言。」Lewis說道。  雄性螢火蟲會發送出所屬種類專用的信號。
  • 科普:螢火蟲為什麼會發光?它會發電嗎?有什麼作用?答案在這裡
    夏天的晚上,經常會在路上碰到螢火蟲,有的時候,會看到螢火蟲閃爍著亮光,好像一個小燈泡一樣,很多小朋友覺得這太神奇了,是不是螢火蟲會發電呢?許多人對這個現象非常熟悉了,但對於發光的原因還真不知道。今天就給大家分享一下螢火蟲發光的秘密所在。
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  • 螢火蟲如何發光?發光是為了什麼?
    能讓螢火蟲發光的物質叫做螢光素酶。螢火蟲透過這樣的作用來發出光芒。而這樣發出來的光,由於大部份的能量都轉為光能,只有少部份化為熱能,所以稱之為冷光。閃爍的黃綠色螢光是螢火蟲互相交流的工具,大多數用在尋找配偶上。
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