Как светят светлините и какви сигнали изпращат

Светлината на светулка е част от нейната стратегия за чифтосване. Изображение чрез японски фойерверки / Shutterstock.com.

От Клайд Соренсън, Държавен университет в Северна Каролина

Може би наистина не сте сигурни, че сте видяли това, което мислите, че сте видели, когато се появи първата. Но се взирате в посоката на трептенето на светлината и там отново е - първата светулка на вечерта. Ако сте в добро местообитание на светулки, скоро има десетки, а дори и стотици насекоми, които летят наоколо, мигащи техните мистериозни сигнали.

Светулките - алтернативно известни като светкавици в голяма част от Съединените щати - не са нито мухи, нито буболечки. Те са мекокрили бръмбари, свързани с бръмбари и други. Най-драматичният аспект на тяхната биология е, че те могат да произвеждат светлина; тази способност в жив организъм, наречена биолуминесценция, е сравнително рядка.

Аз съм ентомолог, който проучва и изучава екологията и биологията на насекомите. Напоследък се опитвам да разбера разнообразието и екологията на светулките в родния ми щат Северна Каролина. Светулките се срещат широко в Северна Америка, включително на много места на запад, но те са най-богати и разнообразни в източната половина на континента, от Флорида до Южна Канада.

Химическа реакция в корема на бръмбара му придава биолуминесценция. Изображение чрез Cathy Keifer / Shutterstock.com.

Биолюминесцентни бръмбари

Светулките произвеждат светлина в специални органи в корема, като комбинират химикал, наречен луциферин, ензими, наречени луциферази, кислород и горивото за клетъчна работа, АТФ. Ентомолозите смятат, че те контролират мигането си, като регулират колко кислород отива към техните органи, произвеждащи светлина.

Светулките вероятно първоначално са развивали способността да се запалват като начин да се предпазят от хищници, но сега те най-вече използват тази способност за намиране на приятели. Интересното е, че не всички светулки произвеждат светлина; има няколко вида, които са летящи през ден и очевидно разчитат на миризмите на феромони, за да се намерят един друг.

Всеки вид светулка има своя собствена сигнална система. При повечето северноамерикански видове мъжките летят наоколо на правилната височина, в правилното местообитание и в точното време на нощта за своите видове и мигат сигнал, уникален за техния вид. Женските седят на земята или в растителност и наблюдават мъжки. Когато женската вижда човек, който подава сигнала на вида си - и го прави добре - тя мига обратно с подходящ за вида си миг. Тогава двамата взаимно сигнализират, докато мъжката лети надолу към нея. Ако всичко върви както трябва, те се чифтосват.

Добър пример е Photinus pyralis, обикновен заден двор, често наричан Голямата мечка. Мъж лети привечер на около три фута (.9 метра) от земята. На всеки пет секунди той прави една секунда светкавица, докато лети във формата на J. Женската Photinus pyralis седи в ниска растителност. Ако види приятел, който харесва, тя чака две секунди, преди да направи половин секунда от себе си на третата секунда.

Някои видове могат да call в продължение на много часове на нощ, докато други мигат само привечер само 20 минути. Светлинната комуникация с Firefly може да стане много по-сложна; някои видове имат множество сигнални системи, а някои могат да използват своите светлинни органи за други цели.

Някои светулки в Тенеси пускат синхронизирано шоу.

Докато повечето мъжки светулки правят своето нещо и мигат независимо от други мъжки от същия вид, има такива, които синхронизират светкавиците си, когато има много други наоколо. В Северна Америка двата най-известни вида, които правят това, са Photinus carolinus от Апалачите планини, включително в Националния парк Great Smoky Mountains, и Photuris frontalis, които осветяват места като Национален парк Congaree в Южна Каролина.

И при двата вида учените смятат, че мъжките се синхронизират, така че всеки има шанс да търси женски, а женските да подават сигнал за мъжете. Тези дисплеи са зрелищни, а смачкването на хората, които искат да ги видят на най-известните места, направи необходимо провеждането на лотария за разрешение за тяхното гледане. И двата вида обаче се срещат в широки географски обхвати и е възможно да ги видите на други, по-малко задръстени места.

Миризлива химическа защита

Много светулки се предпазват от хищници с химикали, наречени lucibufagins. Това са молекули, които насекомите синтезират от други химикали, които ядат в диетата си. Луцибуфагините са химически много подобни на токсините, които жабите изхвърлят върху кожите им, и макар да са токсични в правилните дози, те също са изключително неприятни.

Птиците и другите хищници бързо се научават да избягват светулките. I ve гледах как една жаба на задната си веранда яде светулка и бързо я изплю; насекомото се отдалечи, гнойно, но явно невредимо. Един мой колега веднъж сложи светулка в устата му и устата му изтръпна за час!

Парене Photinus pyralis . Изображение чрез Клайд Соренсън

Много други насекоми визуално имитират светулки, за да извлекат ползата от това да изглеждат като нещо неприятно за ядене и отровно. Светлините изглежда произвеждат и други защитни химикали, някои от които могат да допринесат за отличителната им миризма.

Много светлини Photuris не могат да произвеждат тези защитни химикали. Така че женските на тези големи дългокраки светкавици правят нещо изненадващо: След като те се съчетават, те започват да имитират проблясъците на женски фотин и след това изяждат мъжете, които реагират. Тези фатални жени продължават да използват луцибуфагините, които придобиват при поглъщане на тежко разочарованата си плячка, за да защитят себе си и яйцата си от хищници. Те бързо прехвърлят химикалите в кръвта си и спонтанно кървят, ако хищник ги вземе.

След като светулките загубят джоб на местообитание, е малко вероятно те да се върнат. Изображение чрез Fer Gregory / Shutterstock.com

Няма място като дома

Повечето светулки са специалисти по местообитанията, като се използват гористи местности, ливади и блата. Те разчитат на това местообитание, което остава необезпокоявано за годината или повече, отнемаща им да завършат жизнените си цикли. Тези насекоми прекарват по-голямата част от живота си като ларви, прехранващи земни червеи и други животни в почвата или листната кучилка - повечето възрастни изобщо не се хранят. Ако това местообитание бъде нарушено през младостта им, популациите могат да бъдат изгасени.

Към тази уязвимост се добавя и фактът, че женските от много видове - като известните сини призраци на южните Апалачи и на други места - са без крила и не могат да се разпръснат по-далеч, отколкото могат да ходят. Ако популация от сини призраци бъде унищожена чрез дърводобив или други смущения, няма да има възстановяване. Следователно унищожаването на местообитанията е една от най-големите заплахи за светулките. Други опасности включват светлинно замърсяване от изкуствени светлини и може би приложения за инсектициди за борба с комарите.

Има още много неща, за да научите за светулките. Ентомолозите като мен са идентифицирали около 170 или повече вида в Северна Америка, но е ясно, че тук се срещат много повече видове. Обърнете внимание на светулките във вашия квартал; наблюдавайте техните светкавични модели и поведение. Може би ще откриете един от тези нови видове.

Клайд Соренсън, професор по ентомология, Държавен университет в Северна Каролина

Тази статия е преиздадена от разговора под лиценз Creative Commons. Прочетете оригиналната статия.

Долен ред: Защо светлините или светкавиците се запалват и какви сигнали изпращат.