Почему светлячки светятся кратко
Обновлено: 08.07.2024
Летними вечерами, когда темнота сгущается над землей, в лесах, по влажным лугам, канавам, опушкам и пустырям, вдоль сельских заборов зажигаются будто крошечные лампочки маленькие, но яркие огоньки. Это выползают из травяных зарослей и начинают подавать друг другу сигналы жуки-светляки (Lampirydae), относящиеся к надсемейству кантароидных (Cantharoidea), к которому относятся также известные обитатели городских парков тонкие рыжие жуки-мягкотелки (Cantharis). Светляков всего насчитывается около 2 тыс. видов, и почти все они обитают в тропиках и субтропиках. Лишь очень немногие встречаются в умеренном поясе, из них на территории бывшего СССР - около 20 видов .
Характерным признаком всех видов светляков является наличие органов свечения: у одних видов светятся только самки, у других - оба пола, а у некоторых, помимо взрослых особей, также личинки и яйца.
Сами жуки небольшие, имеют удлиненное мягкое тело и широкую кругловатую переднеспинку, края верхнего хитинового покрова которой выступают по краям как стреха крыши.
Светляки любят влажность, поэтому поселяются только в достаточно увлаженных местах, где есть густые заросли травы или кустов. Особенно много их по берегам водоемов. Личинки некоторых видов даже развиваются в воде и имеют жабры. У других видов личинки прячутся во влажной почве под камнями или кусками дерева. Питаются личинки мелкими беспозвоночными животными, особенно небольшими улитками. Взрослые жуки также поедают гниющие растения, древесную труху.
На Кавказе , в том числе в российской части, обитают светляки из рода Luciola, родственники которого распространены в Японии. У светляков этого рода имеют крылья и могут испускать яркий свет как самцы, так и самки. Они летают в начале ночи, ярко мигая в темноте желтым светом, будто миниатюрные воздушные суда.
Кроме светляков, в мире существует еще несколько родов насекомых, способных излучать свет. Из них самый известный - кукухо (Pyrophorus), относящийся к семейству жуков-щелкунов (Elateridae). Жуки этого рода излучают такое яркое свечение, что местные жители, предвигаясь ночью по сельским тропинкам, даже привязывают их к одежде вместо фонарей.
Светляки - это то, что делает летние ночи особенными. Обычно они прячутся в траве и светят оттуда мистически-зеленым светом, надеясь привлечь внимание противоположного пола. И у них это получается красиво. Вам доводилось видеть мигающие деревья, будто окутанные электрической гирляндой? Как всегда - за романтикой кроется сложная химическая реакция.
Как светляки светятся
Светлячки светятся за счет уникального органа в их теле - фотофор. Он находится в хвосте брюшка и имеет сложную структуру, представляющую собой три функциональных слоя. Для наглядности представим обыкновенный карманный фонарик: нижний слой является зеркальным и должен отражать свет, производимый в результате сложной химической реакции средним слоем. Ткани среднего слоя состоят из фотоцитов - клеток, способных преобразовывать кислород в свет. Верхний функциональный слой представлен прозрачной светопропускающей кутикулой.
Необходимый в большом количестве для создания свечения светлячка кислород вытесняется из клеточных митохондрий путем замещения его оксидом азота. У насекомых нет легких, поэтому все необходимые для существования процессы проходят в клетках, в том числе и дыхание. А нервная система регулирует режимы работы “фонарика”.
В природе предостаточно организмов, “несущих свет” - рифы, глубоководные рыбы, моллюски, медузы и т.д. И у них, и у светляков за свечение отвечает пигмент люциферин, который активируется в люциферазе с помощью молекулы аденозинтрифосфата - АТФ (универсальной единицы клеточной энергии) и, окисляясь, создает волшебное свечение. Это происходит во время отделения молекул углекислого газа, когда молекулы люциферина выходят из возбужденного состояния, высвобождая энергию света, тем самым светлячок начинает светиться в темноте.
Таинственное и холодное свечение светляков и правда ничуть не греет - ну разве что душу. В фотонах нет ни инфракрасных, ни ультрафиолетовых лучей. Но зато “на освещение” уходит около 98% затраченной энергии, в отличии от обыкновенной электрической лампы, КПД которой всего лишь 10%, и чья энергия частично расходуется на бесполезное тепло.
Почему светляки светятся
Зачем светятся светлячки, для чего это необходимо? Дело в том, что биолюминисценцию можно и нужно отнести к способу общения полов - очень романтичному и прекрасному. Самцы североамериканских и тропических видов, например, устраивают настоящий предсвадебный флэшмоб. Насекомые сидят на дереве и в сумерках мигают вразнобой. Через время они ловят единый ритм, синхронизируясь в единый осветительный прибор - и дерево кажется украшенным живой гирляндой.
Самки светлячков, кстати, не отличаются особой красотой - у них, в отличии от самцов, нет крыльев, но они тоже синхронно люминесцируют в ответ ребятам с дерева. Однако женщины коварны - в особенности самки вида Photuris, которые прикидываются другим видом - Photinus. Впоследствии обманутые самцы вида Photinus оказываются съеденными, а вот самки обретают уверенность в завтрашнем дне, т.к в организмах их жертв содержится особый фермент, отпугивающий птиц и пауков. Иногда акт каннибализма происходит и без веских причин.
Представители женского пола подают особый сигнал, свидетельствующий о том, что они готовы к оплодотворению. Так самец понимает, куда ему лететь. А вообще, чем ярче он светится, тем больше женского внимания привлекает.
Кроме того, светятся их личинки, куколки и яйца - вот этого ученые объяснить не могут. Но можно предположить, что таким образом они передают сигнал хищникам о том, что несъедобны.
В Евразии наиболее распространен вид, именуемый “Ивановым червячком”. Считается, что именно в ночь на Ивана Купала эти насекомые активизируются.
Интересным является тот факт, что из 2000 видов лишь немногие светлячки светятся, остальные преимущественно функционируют только днем.
Чему светлячки могли бы нас научить
Помимо воспитания в людях чувства прекрасного, светляки могут похвастаться эффективностью преобразования своей энергией в свет. Недавно исследователи, изучая поверхность тела светляков, отметили ее чешуйчатое строение, напоминающее черепицу крыши. При помощи нанотехнологий они попытались создать подобную структуру на поверхности светодиода. И это увеличило эффективность его работы на 55%!
Символизм светлячка
По поверьям некоторых народов, жуки-светляки - это души мертвых, которые не могут найти свой путь. Ну а как еще объяснить эту магию? В философии фэн-шуй светляк позиционируется как символ перерождения душ. Необыкновенное сияние насекомого придает ему чуть ли не священный характер.
Но наибольшим числом традиций и глубочайшим символизмом светлячков одаривают японцы. Как и подобает в теплом и влажном климате, там они светятся с гораздо большим энтузиазмом, нежели их бледные родственники из средних широт. Потому период их спаривания представляет собой грандиозное световое шоу. В Японии даже отмечается праздник Светлячка - фестиваль Хотару.
Люди использовали жуков-светляков для самых разных нужд - как украшение в волосах, как инструмент создания романтичной атмосферы, как осветительный прибор, как помощников в борьбе со злыми духами. На сегодняшний день синтетическая люцифераза, которая изначально извлекалась из живых насекомых, используется в судебной медицине, а также для контроля за качеством пищевой продукции.
Популяция светлячков резко упала, и это связано с загрязнением и разрушением территорий их обитания. Дело в том, что из этих мест они не мигрируют, а попросту исчезают.
В нашем далёком детстве мы ловили их и прятали в коробочках из-под спичек, а придя домой, запирались в ванной и, отодвинув крышку, в темноте наблюдали, как малюсенький жучок горит, словно волшебный фонарик.
Для детей всегда было любопытно, а почему светятся светлячки, зачем они нам подмигивают и как долго они готовы дарить свой свет? Потому сегодня предлагаю вам разобраться, как работает этот живой фонарик.
Как устроен светлячок?
У большинства жуков органом свечения является один светящийся орган, что находится на кончике его брюшка.
Состоит он из трёх слоёв:
У некоторых видов вместо одного много таких излучающих свет органов, распределены они по всему телу.
В производстве светляками света кроется химическая реакция, в которой участвуют:
- устойчивое к нагреванию вещество под названием люциферин,
- ускоряющее процесс реакции вещество под названием люцефераза,
- и кислота со сложным названием аденозитрифосфорная.
Как они договариваются между собой, чтобы светлячок включил свой фонарик? Люциферин окисляется той самой кислотой с трудным названием под воздействием кислорода и при участии люциферазы запускает процесс свечения. Не запутались?
Люциферин + кислота АТФ + кислород + люцифераза = фонарик.
Что интересно, у светлячков нет лёгких, а кислород, так необходимый для окисления, они берут через трубочки – трахеи. При помощи подачи кислорода насекомые и могут регулировать своё свечение. Открыл кислородопроводник – светишься, перекрыл кислород – затух.
От чего именно зависит излучаемый жуками свет? За оттенок отвечает фермент люцифераза, который у разных видов светлячков разный. Помимо него на цветовой спектр влияют температурный режим и щелочная среда. Потому-то в одной стороне нашей планеты светляки светятся одним цветом, а в другой – совершенно отличной.
Это интересно! Светятся не только взрослые насекомые. У светлячкового семейства фонарик включается ещё до рождения – на стадии яйца, личинки и куколки.
Они такие романтики
Зачем и для кого светлячки горят в темноте? Ведь наверняка не для нас, блуждающих в потемках.
Это интересно! Тропические светляки обычно больших размеров. А вообще к слову, эти насекомые могут быть от 4 миллиметров до 2 сантиметров длиной. Так вот, южные фонарики могут настолько ярко светиться, что многие жители тропических стран раньше освещали при помощи этих насекомых свои дома. Как? Да очень просто: садили их в лампады, а те и рады стараться, включались на полную!
Как светлячки умеют подмигивать?
При этом энергия светлячков превращается в свет на все 87-98 процентов. Если сравнить, то лампа накаливания только 5% своей энергии преобразует в видимый нами свет!
Ещё светлячки умеют регулировать своё свечение, делая его ярче и тускнее, прерывая и снова возобновляя. Есть такие тропические артисты, которые балуют местных жителей хоровыми выступлениями, зажигаясь все вместе одновременно, словно флешмоб.
Это интересно! Особо смелые дамы, жившие в давние времена в Южной Америке, украшали свой вечерний наряд при помощи живого бриллианта – крупного тропического светляка, который в темноте сверкал как драгоценный камень.
Ну как, разобрались с устройством живого фонарика? Будете в тёмное время в лесу или поле, обратите внимание, может рядом с вами окажется тот, что живой и светится!
А сейчас нереально красивое видео! Буквально, чудо природы! Пещера светлячков, правда это не наши светляки, а новозеландские. Но очень, ОООООчень красиво)
- почитайте, например, про морских медуз;
- или про самых необычных животных мира;
- и даже про самых ядовитых.
Как выглядит светлячок и от чего светится? Этот вопрос интересует многих, и в этой статье мы постараемся дать на него исчерпывающий ответ.
Распространение
Светлячки широко распространены в Северной Америке, Азии и в Европе. Их можно встретить в лиственных и тропических лесах, на полянах, лугах и болотах. Это представитель многочисленного семейства из отряда жуков, который обладает поразительной способностью излучать довольно яркий свет.
К примеру, ночные насекомые ивановские червячки, которые проводят день в опавшей листве и густой траве, а с наступлением сумерек отправляющиеся на охоту. Эти светлячки живут в лесу, где охотятся на мелких паучков, мелких насекомых и улиток. Самка не умеет летать. Она полностью окрашена в буро-коричневый цвет, только на нижней стороне брюшка три членика белые. Вот они-то и излучают яркий свет.
Светлячки, обитающие на Кавказе, светятся в полете. Искорки, пляшут в густой темноте и придают южной ночи особое очарование.
Как выглядит светлячок?
Надо сказать, что при дневном свете эти жучки выглядят довольно скромно, даже, можно сказать, невзрачно. Тело узкое и удлиненное, голова маленькая с короткими усиками. Да и размерами светлячок не может похвастаться – в среднем от одного до двух сантиметров. Тело у разных видов окрашено в темно-серый, черный или коричневый цвет. Многие разновидности имеют ярко выраженные половые различия: самцы крупнее самок. К тому же мужские особи внешне очень напоминают тараканов. Они умеют летать, но при этом не светятся.
Образ жизни
По характеру питания тоже отличаются разные виды светлячков. Растительноядные безобидные жучки питаются нектаром и пыльцой. Хищные особи нападают на пауков, муравьев, улиток и многоножек. Существуют виды, взрослые особи которых не питаются вовсе, у них даже нет рта.
Почему светлячки светятся?
Наверное, многим доводилось в детстве, отдыхая у бабушки или в лагере на черноморском побережье, видеть как вечером, когда стемнеет, мелькают светлячки. Дети любят собирать уникальных насекомых в баночки, и любоваться, как светятся светлячки. Органом свечения этих насекомых является фотофор. Он располагается в нижней части брюшка и состоит из трех слоев. Самый нижний из них зеркальный. Он может отражать свет. Верхний — это прозрачная кутикула. В среднем слое расположены фотогенные клетки, которые вырабатывают свет. Как вы догадались, по своему устройству этот орган напоминает фонарик.
Такой вид свечения ученые называют биолюминисценцией, возникающей в результате соединения клетки кислорода с кальцием, пигментом люциферином, молекулой АТФ и ферментом лоюциферазы.
Какой свет излучают светлячки?
В отличие от электрических ламп, где большая часть энергии перетекает в бесполезное тепло, при этом КПД составляет не более 10%, светлячки в световое излучение переводят до 98% энергии. То есть он холодный. Свечение этих жучков относят к видимой желто-зеленой части спектра, соответствующей длинам волн до 600 нм.
И все-таки почему светлячки светятся? Ведь не ради того, чтобы порадовать взор человека? На самом деле биолюминисценция для светлячков является средством общения между самцами и самками. Насекомые непросто сигнализируют о своем нахождении, но и по частоте мерцания различают своего партнера. Североамериканские и тропические виды нередко исполняют хоровые серенады для своих партнеров, вспыхивая и затухая одновременно всей стайкой. Группа противоположного пола отвечает им таким же сигналом.
Размножение
Когда наступает период спаривания, самец-светлячок находится в непрерывном поиске знака от своей второй половины, готовой к продолжению рода. Как только он его обнаружит, спускается к избраннице. Разные виды светлячков излучают свет с разной частотой, а это, в свою очередь, гарантирует, что спариваются между собой только представители одного вида.
Выбор партнера
Зафиксированы случаи и брачных игр со смертельным исходом. Самка, используя световой знак, привлекает самцов другого вида. Когда ничего не подозревающие оплодотворители являются, коварная соблазнительница их съедает.
После оплодотворения из яиц, отложенных самкой, появляются личинки. Как выглядят личинки светлячка? Довольно крупные, прожорливые, окрашенные в черный цвет червячки с отчетливо видимыми желтыми пятнами. Интересно, что они светятся, как и взрослые особи. Ближе к осени они прячутся в кору деревьев, где и зимуют.
Развиваются личинки медленно: у видов, обитающих в средней полосе, личинки зимуют, а у большинства субтропических видов растут несколько недель. Стадия куколки продолжается до 2,5 недель. На следующую весну, личинки окукливаются и из них развиваются новые взрослые особи.
Интересные факты
- Светлячок, излучающий самый яркий свет, обитает в тропиках Америки. Он достигает в длину пяти сантиметров. И у него светится, кроме брюшка, еще и грудь. Его свет в 150 раз ярче, чем у европейского сородича.
- Ученые смогли выделить ген, который влияет на свечение. Его успешно внедрили в растения, в результате удалось получить светящиеся по ночам плантации.
- Жители тропических поселений использовали этих жучков в качестве своеобразных светильников. Жучков помещали в небольшие емкости и такие примитивные фонарики освещали жилища.
- Каждый год в начале лета в Японии проходит праздник светлячков. Зрители в сад возле храма приходят с наступлением сумерек и с восторгом наблюдают за необыкновенно красивым полетом огромного количества светящихся жучков.
- На территории Европы самый распространенный вид – обыкновенный светляк, которого называют ивановым червячком. Это необычное название жучок получил благодаря поверью, что он светится в ночь на Ивана Купалу.
Надеемся, что вы получили ответы на вопросы, как выглядит светлячок, где он живет и какой ведет образ жизни. Эти интересные насекомые всегда вызывали большой интерес человека и, как видите, совершенно обоснованно.
Читайте также: