萤火虫 编辑

常见生物

萤火虫俗称火金姑、亮火虫,是昆虫纲鞘翅目科中能够发的昆虫的俗称,已知共有2000多种,分属于8个亚科92属和亚属,分布于温带、亚热带和热带地区。依照成虫的活动规律可分为昼行性,昼夜两行性和夜行性。依照幼虫生活环境,分为陆栖、水栖和半水栖三类。萤火虫是美丽的发光昆虫,能够发出色、色、色、黄绿色及绿色多种颜色的荧光。除一些昼行性的种类外,萤火虫的卵、幼虫、蛹、成虫均能发光。萤火虫幼虫的发光被认为具有警戒、恫吓天敌的作用,而成虫被认为利用闪光进行种的辨认、求偶及诱捕。

萤火虫独特的发光行为使之成为一类重要的观赏性昆虫,在中国昆虫文化中,萤火虫与蝴蝶、蟋蟀齐名。其对环境较为敏感,是生态质量的指示物种之一,其发光机理及体内的荧光素酶和荧光素被广泛应用于临床医学、环境检测等领域

基本信息

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中文名:萤火虫

外文名:Firefly

别名:亮火虫、火金姑、火炎虫、夜火虫

拉丁学名:Lampyridae

界:动物界

:节肢动物门

纲:昆虫纲

亚纲:有翅亚纲

目:鞘翅目

亚目:多食亚目

科:萤科

分布区域:热带、亚热带和温带地区

总科:花萤总科

简介

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萤火虫属昆虫纲(六足总纲)鞘翅目萤科(Coleoptera:Lampyridae)。萤火虫最独特的特征是腹部具有特化的发光器。萤火虫成虫个体一般较小,大多数体长1厘,少数种类可以达到3厘米。雌性个体要略微大于雄性个体。萤火虫和其他昆虫一样,分为头、胸和腹三部分。

萤火虫分为陆栖和水栖。全世界仅发现了8种水栖萤火虫,原先都隶属于萤科第一大属——熠萤属。付新华与合作者以武萤为模式种,确立了一个新属——水栖萤属。

形态特征

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幼虫

萤火虫幼虫的头很短小,可以完全缩进前胸背板。幼虫生长有1对侧单眼。幼虫触角有3节,最末一节旁边生长有1个圆形的感觉锥。幼虫具有锋利、弯曲且中空的上颚,上颚的末端具有或槽。下颚须3节,粗大,具有嗅觉探测能力。幼虫头部还生长有1对内颚叶和下唇须。

幼虫的胸分为前胸、中胸和后胸3节,分别长有1对胸足。前胸背板略长于中胸及后胸背板,呈梯形。

腹部共有9节。水栖萤火虫如雷氏黄萤、黄缘萤、武汉萤等种类幼虫腹部1-8节两侧着生一对牛角状气管鳃。一对乳白色的发光器位于第8腹节两侧或腹面。在幼虫的第9腹节腹面生长有发达的腹足,腹足上有许多整齐排列的小钩,可以辅助幼虫爬行或者捕食。

成虫

萤火虫萤火虫

萤火虫的头几乎都被复眼所占据,复眼由许多个小眼组成,一般雄萤的复眼比雌萤发达。萤火虫的触角生长在两只复眼中间,一般11节。萤火虫的触角形状相差较大,有丝状、锯齿状、栉齿状等形状之分。成虫头部有一对尖锐的弯曲上颚,下面还着生有一对下颚须和下唇须。和触角一样,下颚须和下唇须都是萤火虫的感觉器官。

前胸背板发达,一些萤火虫的前胸背板可以完全遮挡住头部,如萤属、短角窗萤属和扁萤属等,而另一些萤火虫的前胸背板则无法全部遮挡住头部,如熠萤亚科的大部分种类。雄萤一般生长有发达的鞘翅和膜翅。有些萤火虫的雌萤因为鞘翅或膜翅退化而无法飞行,如窗萤属的一些种类雌萤仅有一对小的翅牙,三叶虫萤雌萤鞘翅完好但膜翅退化,短角窗萤属的一些种类的雌萤完全无鞘翅和膜翅。

萤火虫最显著的特点在于腹部特化的发光器。不同萤火虫之间发光器区别很大,这也是萤火虫分类的重要特征之一。雄萤发光器一般为2节,雌萤发光器为1-3节,差异较大,如水栖萤火虫Luciola substriata 雄萤发光器为2节,第1节发光器位于第5腹节,呈带状,第2节发光器位于第6腹节,呈“V字形,雌萤仅有1节发光器,带状,位于第5腹节。 也有一些萤火虫种类的雌萤生长有4点发光器。

生物学特性

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生活史

萤火虫萤火虫

水栖萤火虫的幼虫吃螺类,贝类和水中的小动物,而陆栖的萤火虫幼虫则以蜗牛、蛞蝓为食物,有些种类会捕食蚯蚓和昆虫等小动物。很多人对其捕食行为作了研究,研究发现蜗牛的腹足会分泌一种粘液,只要它爬过地方就会留下痕迹,而陆栖萤火虫幼虫利用自己的嗅觉可以发现蜗牛。在捕食过程中,萤火虫先爬上蜗牛的贝壳,用3对足将其紧紧抓住,尾足也牢牢吸附在蜗牛壳上,然后用它针状的上颚攻击蜗牛的触角并注入麻醉液,直至蜗牛失去知觉。然后它分泌消化液于蜗牛肉上,再用上颚夹肉,使消化液能充分的将肉分解成流状的肉糜,然后再吸入肚子里面。吃完之后,有的萤火虫还要用尾足粘干净自己的身体。萤火虫幼虫取食1次可以维持几天甚至1个不进食仍能存活。水栖萤火虫幼虫则需要在水中完成捕猎过程。

萤火虫萤火虫

萤火虫成虫多数种类只喝水或吃花粉和花蜜,或者利用幼虫期贮藏的脂肪,而Photuris属的雌成虫也可以捕食,它们捕捉的主要是别的属或同属别的种类的萤火虫雄成虫,它是所发现的唯一一个成虫具有捕食习性的属。在Photuris属中有12种萤火虫能分别捕获2-8种猎物,而最厉害的猎手当数Photuris vesicolor,它能捕获11种猎物,堪称萤火虫中的“捕食之后”。它们的捕食行为在昆虫学上被称为攻击性拟态,即某个种的雌虫模仿其它种类的雌虫发光,引诱它们的雄虫靠近,然后捕食雄虫。同时有人发现在被捕食的种类之中,Photinus属较多,因为这种食物对Photuris属的后代是极为有利的,研究明,取食这些食物它们体内会产生一种Lucibufagin的物质,这种物质有毒,能使它们的卵和幼虫避免受到一些天敌的伤害。

分布范围

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世界上已知萤火虫有2000多种,分布于热带、亚热带和温带地区。

发光

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萤火虫的发光,简单来说,是萤光素在催化下,发生的一连串复杂的生化反应,而光,即是这个过程中释放的能量,不同类型的萤火虫,发光的形式不同。

萤火虫的发光器是由发光细胞、反射层细胞、神经与表皮等所组成。如果将发光器的构造比喻成汽车的车灯,发光细胞就如车灯的灯泡,而反射层细胞就如车灯的灯罩,会将发光细胞所发出的光集中反射出去。

萤火虫发光的效率非常,几乎能将化学能全部转化为可见光,为现代光源效率的几倍到几十倍。由于光源来自体内的化学物质,因此,萤火虫发出来的光虽亮但没有热量,人们称这种光为“冷光”。

发光机制

萤火虫的卵,幼虫和蛹都会发光,大部分成虫都是发光的,只有极少数成虫不会发光,幼虫的发光器在腹部第8节两侧,蛹的发光器的位置大抵和成虫相似,都在腹末的1-2节。成虫的发光器着生在腹部(通常是倒数第2、3节),从外表看只是一层银灰色的透明薄膜,这层薄膜中含有大量的荧光色素,薄膜内是数以千计的发光细胞,周围密布着小气管和纤细神经分支,再下面是反光层。发光细胞中的主要物质是荧光素和荧光素酶。当氧气通过小气管进入发光细胞时,荧光素酶在镁离子作用下,与底物反映形成与酶结合的腺苷酸荧光素酰化复合物,该复合物经过氧化脱羧作用成为处于激活状态的氧化荧光素,最后发射光子。荧火虫在脑神经系统的支配下,通过调节呼吸节律,控制氧气供应,便形成时明时暗的“闪光”。荧光素在发光时,一个荧光素分子只能释放出一个光量子。大部分能量都用来发光,只有2%-10%的能量转化为热能,萤火虫成虫发光的颜色因种而异,有黄色、绿色、黄绿色,之所以有颜色的差异,是由于它们体内的荧光素酶的结构不同而造成的。

发光作用

不少萤火虫研究者认为萤火虫幼虫的闪烁行为是一种抵御捕食者的显示,蛹的发光具有警戒和御敌作用,蛹一般不会发光,只有遭到人为的干扰或天敌的侵犯才会发光。

萤火虫萤火虫

成虫的发光是人们的关注的重点,它的发光具有性信息交流、诱集、警戒和照明等作用。萤火虫成虫的光最主要的作用就是用在性信息交流上,同种之间的信息交流是有一定模式的,如Photinus collustrans雄成虫日落后11-26min开始低飞,每次发光时间为0.2s,间歇时间为2.2s,而雌虫却要在雄虫发光后0.5s才做出回应,同属的Tanytoxus雄虫发光模式虽差不多,但雌虫要等候1.5s才作出回映,从而雄虫根据雌虫反应时间长短而选择同类进行配对。另外,经研究发现萤火虫的发光光谱于眼睛的分光灵敏度存在着成曲线的对应关系,一种萤火虫发出的光主要是560nm的黄光,其视觉细胞的分光灵敏度也恰在此波长时最高。Photuris属雌成虫会设置光陷阱完成捕食,而Photinus的发光则多是用于照明着陆,同时在陆地活动时也会间断性的发光,起飞前也会迅速发光。在一些种类中,荧光可以吸引同种的个体聚集到一起,因而间接增加了交配的机会

物种价值

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萤火虫的研究不仅包含有昆虫生物学方面的一般知识,而且在萤火虫的发光机理和功能及其仿生学研究,萤火虫的生态学和生态环境保护等方面都将有广泛的意

仿生学

萤火虫发光的效率非常高,几乎能将化学能全部转化为可见光,是现代电光源效率的几倍到几十倍;萤火虫发出来的光虽亮但几乎没有辐射热量,也不产生磁场,是一种非常理想的灯光。早在20世纪60代,人们模拟萤火虫发光的原理创造出了日光灯(荧光灯)。另外美国的生物化学家根据萤火虫的发光原理和机制,提出了电子转移反应原理,它可以解释腐蚀现象、光合作用等,并导致了激光器的开发和利用。

荧光素酶

自McElory等首次应用萤火虫荧光素酶测定ATP以来,荧光素酶在生物化学及生物技术的分析应用不断发展,其检测和研究范围包括:临床医学及法医学检测;生命科学研究;环境监测和制备广谱酶联免疫检测试剂。

随着科学的发展,人类对萤火虫发光特性的研究和利用正在走向一个新的层次,即在搞清萤火虫荧光素酶的氨基酸序列和碱基序列的基础上,克隆出荧光素酶基因,并试图将它转移到其它昆虫和其它生物上。据报,荧光酶基因点亮了小鼠体内的前列腺癌基因的表达,有望用来监测早期前列腺癌的发生以及治疗效果在其它疾病如肿瘤、艾滋等研究中,荧光酶基因也是一种潜在的实验工具。在农业中,通过将荧光酶基因转到植物体内,可监测植物(作物)受洪、、旱等自然灾害胁迫的情况;转到昆虫体内,可监测害虫的分布形式;在分子生物学实验室,荧光酶基因以其易检测、敏感以及对人体无毒等优点而在基因工程中来越多的作为遗传标记的首选来检测基因表达。

生态学和生态环境

萤火虫的幼虫以捕食蜗牛、蛞蝓等软体动物为主,是这些农作物害虫的重要天敌。通过种群的恢复可以帮助人们减少此类害虫的危害。此外,萤火虫也是生态环境的指示物种,凡是萤火虫种群分布的地区,都是生态环境保护得比较好的地方。而水质污染、植被破坏则会严重制约着萤火虫种群的生存和繁殖。

观赏价值

随着生态旅游成为世界旅游业发展的新潮流,部分国家和地区投入了萤火虫生态旅游点的开发。

相关文化

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崔豹《古今注》曰: “萤火一名晖夜,一名景天,一名熠耀,一名磷,一名丹良,一名丹,一名夜光,一名宵烛。”

古代广泛流行解释萤火虫来源的“腐草化萤”说。古人之所以有这种认识,是因为萤火虫栖息的环境,以潮湿腐败的草丛为主,古人往往会看到萤火虫从其中出入,于是便凭直觉产生了“腐草化萤”的说法。古人有这种认识,与他们所认为的世间万物在一定条件下,皆可以互相转化的哲学思想有关。

古人认为不仅腐草可以化萤,而且人死后的精血也可以化萤。更为神奇的是古人还有魂魄化萤的民间信仰。之所以有这样的想法,应该是古人只观察到萤火虫在夜里飞行,而看不到其虫体,便以之为磷火,也就是民间所称的鬼火,于是人死后魂魄化为萤火虫的想法也便应运而生了。

腐草化萤说和魂魄说结合,产生了人死后离散之魂化为萤火虫的说法。由此,更是形成了萤火虫为鬼的民间信仰。而这种信仰与民间的鬼怪传说“夜行游”有关。“夜行游女”,在民间传说中为鸟名。即女鸟,一名姑获,是一种女鬼。不知何时,民间又把这种女鬼与萤火虫联系起来,认为夜间飘飞的萤火虫就是女鬼所化。

萤火虫与鬼魂神秘关系让人们对其产生畏和惧怕。当然,也有些民俗认为萤火虫的出现是吉兆,他们相信如果萤火虫飞进室内就会有客人来临。还有的地方用萤火虫来占卜来年农业生产的丰歉,人们把放在地上的萤火虫用脚一拖,便可根据地上出现的萤光来判断丰歉,线粗且长则象征稻穗肥大,可望丰收,反之,则歉收。

关于萤火虫来源的民间传说和民俗信仰,在古代科学尚不发达的情况下是深入人心的。“腐草化萤”的传说,还随着中国文化的传播,影响到了朝鲜日本等国家。如日本正德二年( 1712) 出版的百科全书《和汉三才图会》中,就记载了竹、茅之根演成萤火虫的传说。即使到了现在,人们的科学素质有了很大提高,还有相当一部分人认可这种“腐草化萤”的传说。

在我国的民俗文化中,有许多节日与萤火虫有关。如中元节,俗称鬼节、七月半,佛教称为盂兰盆节。俗语云: “七月半,鬼乱窜。”在民间传说中,农历的七月十五这一天,是阴间的鬼门关开启之日。这一天晚上,阴曹地府的各种鬼魂都能走出地狱之门来到阳间活动。而此时,每家的祖先们也可以回家看看儿孙的生活情况。人间七月半,秋高气,五谷丰登,硕果累累,正好为先人们提供丰盛的祭品,让他们可以尽情享受后辈们的香火。农历七月又是我国大部分地区萤火虫活动的旺季。到了夜间,田野树林里,流萤纷飞,飘荡闪烁,很容易让人与鬼的活动联系起来,认为那是到处游走的鬼魂。

台望节是广西都安、大化、巴、平果、马山等县的壮族同胞的节日。在农历七月二十日晚上,人以月卜下半年气候,如天晴月明,则下半年风调顺;如云遮月,则天旱。这个节日是一个与萤火虫有关的连性节日,在此晚,欣赏流萤漫天飘舞的盛景,亦是重要的娱乐项目。

农历七月初七是中国的传统节日七夕节,又名乞巧节,还是我国古代的“情人节”和“女儿节”。由于这个节日处于七月,到了七夕,常常伴有漫天飞舞的萤火,非常壮美动人。这样的美景,为男女之间炽烈的爱情营造了人陶醉的浪漫而又凄婉唯美的氛围。因此,七月七晚上,相传是天上牛郎织女一年一度相会的时刻。牛郎织女动人凄美的爱情故事,在民间可谓是家喻户晓,也是文人墨客笔下经常歌咏的题材。如,崔颢《七夕》云:长安城中月如练,家家此夜持针线。仙裙佩空自知,天上人间不相见。长信深阴夜转幽,瑶阶金阁数萤流。班姬此夕愁无限,河汉三更看斗牛。”又,杜牧《七夕》云:银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星。这些婉约动情的诗词丽句,生动地描绘出了古时七夕佳节的美好场景: 萤火飞舞的温馨恬静的秋夜里,男女青年三三两两,仰望着苍穹中银河两岸的牛郎织女星,回味着牛郎织女浪漫的爱情故事。不时地望空祭拜,心里许下贞不渝的爱情誓言。因此,伴随着绚烂多彩的萤火虫之舞和动人爱情故事的七夕节就成了我国人民心目中最浪漫的节日。

在中国民俗文化中,关于萤火虫的词、典故、歇后语和谚语也是丰富多彩。文学作品中最早描写萤火虫的是《诗经》。《诗经·豳风·东山》载: “町畽鹿场,熠耀宵行。不可畏也,伊可怀也。”其中的“熠耀”就是指萤火虫。诗中通过在夜间飞行的萤火虫,渲染了家乡荒凉阴森的景象。此后,历朝历代,无数文人墨客以萤火虫为意象创作了大量的诗词,来表达各种复杂的人生情感。文人的歌咏,使浪漫的萤火虫多了一份厚重的文化底蕴,当然也为萤火虫民俗文化的传播提供了扩的引力。

萤火虫在民间文化中还是勤奋学习的象征。这与“囊萤夜读”的典故有关。《晋书·车胤传》记载: “胤勤不倦,博学多通。家贫,不常得油。夏月,则练囊盛数十萤火以照书,以夜继日焉。”晋人车胤幼时家贫且好学,夜间无钱买油照明读书,就捉萤火虫盛入练囊,借荧光夜以继日地读书。最终成为饱学之士和国家的栋梁。后人便用囊萤夜读来形容在艰困环境中勤奋读书,并以此教育子女,表达了人们对勤勉好学精神的赞许和推崇。这种励志精神,让无数的出身民间的寒门学子获得了成功。

歇后语是汉语言艺术中的精华,它短小精炼,含蓄生动,风趣幽默,富含哲理,是千百年来历代人民智慧的结晶。因而为广大人民群众所喜闻乐见,在民间广泛流传,成为中国传统文化中重要的语言风俗。

在所有的动物中,萤火虫是非常特殊的一类。因为它可以发明发光。正因为这种神奇的功能,人们在语言中就充分利用了它的这一属性创造了很多巧妙而有富含哲理的歇后语,如:“肚皮里吃了萤火虫———全明了”; “口吞萤火虫或者蛤蟆( 蚂蟥、蚂蚁、水牛、乌龟、蚰蜒、鸡、哑巴) 吃萤火虫———心里亮( 肚里明) ”,都表示对某事或者某人心里清楚、明白; “萤火虫斗架———明打明”,则讲的是双方明刀明抢的凭实力竞争或待人接物光明磊落,而不在背后做小动作; “夏天的萤火虫———若明若暗”,借萤光闪烁的习性来形容事情不很明朗,发展不确定; “萤火虫的屁股———没多大亮”,根据其萤光亮度微弱来比喻人或者事情没有多大的发展前途和作为。“萤火虫落在秤杆上———自以为是( 或自以为是颗亮星) ”,则形容主观不虚心,自以为是或一意孤行、执迷不悟等。此外还有“萤火虫飞上天—假惺惺( 星星) ”,来形容人性的虚伪等等。

古代关于萤火虫的放飞、观赏等娱乐项目有很多。据《隋书·炀帝纪》: “大业十二年,上于景华宫征求萤火,得数斛,夜出游山放之,光遍岩谷。”隋炀帝在游山玩水时,又别出心裁,命人用斛装满萤火虫。酒酣兴浓之际,便把斛打开,放出其中的萤火虫,霎时间萤火虫争相飞向夜空,萤火星星点点,绚烂多姿,正如夜空中平添了万盏灯火,又如礼花绽放,绚丽夺目,真是美不胜收。炀帝后来又在扬州建立专门的“放萤苑”,杜牧《扬州三首》其二“秋风放萤苑,草斗鸡台”句,就提到了这种放萤苑。这里面有专人收集、放飞萤火虫,供隋炀帝随时取乐之用。

隋炀帝放飞萤火虫自然是为自己取乐,并非有意于旅游业的发展,但从某种意义上说,其也可谓是“开发利用”萤火虫观光旅游业的鼻祖了。由于皇帝的提倡,民间观萤娱乐的习俗在唐代就已经有了。韦应物《玩萤火》云: “时节变衰草,物色近新秋。度月影才敛,绕竹光复流。”这里就讲到了当时老百姓观赏萤火虫放飞的情况。而到了清代市场上就有人捉萤火虫来卖,用以做成萤火虫灯。这种放飞、观赏萤火虫的娱乐一直流传到现在。