螢火蟲的“閃光語言”

秦自民

生物發(fā)光是自然界的一大奇觀。雖然絕大多數(shù)發(fā)光生物都棲息于海洋中，但人們最熟悉和最喜愛的發(fā)光生物卻不是來自海洋，而是來自池塘、溝渠與農(nóng)田等濕地，這就是光彩照人的螢火蟲。自古以來，詩人對它情有獨(dú)鐘、贊頌良多?！坝甏驘綦y滅，風(fēng)吹色更明。若非天上去，定作月邊星。”李白的《詠螢火》聲名遠(yuǎn)播，而虞世南的《詠螢》幾乎和《詠蟬》一樣出名：“的歷流光小，飄搖弱翅輕。恐畏無人識，獨(dú)自暗中明?！?/p>

A.

螢火蟲為什么能夠“暗中明”呢？這個問題很早就引起了人們的興趣。有人注意到，在螢火蟲的腹部有些地方表皮特別薄，薄得幾乎透明。這層薄膜下面就是螢火蟲的發(fā)光器。發(fā)光器是由發(fā)光細(xì)胞層和反光細(xì)胞層構(gòu)成的，在這些細(xì)胞周圍分布著許多小神經(jīng)和小氣管。發(fā)光細(xì)胞里含有一些奇妙的物質(zhì)：熒光素和熒光素酶。早在1885年，法國科學(xué)家杜波伊斯就在實(shí)驗(yàn)室里提取了螢火蟲的熒光素和熒光素酶。熒光素是一種磷化物，是發(fā)光的主要物質(zhì)。

螢火蟲發(fā)光的過程還得有氧氣參加。螢火蟲呼吸時(shí)，氧氣從小氣管進(jìn)入發(fā)光細(xì)胞。熒光素接受三磷酸腺苷（即ATP）提供的能量后被激活，在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下，由熒光素酶催化，激活的熒光素與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化熒光素，當(dāng)氧化熒光素從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)釋放出光子，就可以發(fā)出光亮——一般是黃綠色的。這些光經(jīng)反光細(xì)胞反射，會更加光彩奪目。

當(dāng)然，螢火蟲的發(fā)光過程是受神經(jīng)系統(tǒng)控制的。它通過控制空氣的流量，可以收放自如地使光變強(qiáng)、變?nèi)趸蛘呦?，而發(fā)光器的啟動則起始于傳至發(fā)光細(xì)胞的神經(jīng)沖動。

發(fā)光能量從何而來？

螢火蟲不會整晚發(fā)光，入夜后狂熱的閃光舞蹈一般只持續(xù)2～3小時(shí)。熒光素每次發(fā)光以后，因失去能量就暫時(shí)不能再發(fā)光了。要使熒光素再度發(fā)光，則必須給它能量。其原理就像應(yīng)急燈，每用完一次，必須充電才能再次照明。給熒光素“充電”的化學(xué)物質(zhì)是ATP。

螢火蟲發(fā)光時(shí)幾乎不發(fā)熱，當(dāng)螢火蟲停在我們手上時(shí)，我們不會被螢火蟲的光燙著，當(dāng)然，螢火蟲更不會被自己的光燙傷，所以我們把它的光叫“冷光”。正由于是冷光，幾乎沒有熱量的損失，因此，它用于發(fā)光所消耗的化學(xué)能，95%以上轉(zhuǎn)變成了光能。

但是，主動發(fā)光畢竟是對能量的一種消耗。生物的生存策略有一個基本的共性，那就是在維持正常生命活動時(shí)最大限度地節(jié)省能量，因此螢火蟲主動耗能發(fā)光必定是一種重要的求生手段。事實(shí)也正是如此。螢火蟲收放自如地發(fā)光的確是一種重要的求生手段，那就是形成傳遞信息的“閃光語言”。

B.

有人認(rèn)為，螢火蟲的閃光語言有求偶、溝通、照明、警示、展示及調(diào)節(jié)族群等功能，但是人們認(rèn)識得最清楚的是螢火蟲閃光的求偶功能。螢火蟲的美麗閃光，就像巧舌如簧的黃鸝啼鳴、美麗動人的孔雀開屏、威武雄壯的馬鹿犄角，在求偶中起著重要作用。由于不同種類的螢火蟲閃光的明暗、顏色、長短、間隔、次數(shù)等不同，因此不同種類的螢火蟲之間就不會交尾、繁衍后代，這樣就形成了生殖隔離，保證了種群的穩(wěn)定延續(xù)。

夏秋時(shí)節(jié)晴朗的夜晚，不同種類的螢火蟲會在不同的時(shí)間開始一閃一閃地翩翩起舞。一般來說，雄性螢火蟲較為活躍，日落之后，常常主動四處飛舞并通過閃光表演來吸引異性，而雌性則停在草叢中羞澀地發(fā)出信號，然后耐心等待。

其實(shí)，嚴(yán)格地說，雌蟲并不被動。有一種螢火蟲的雌蟲沒有翅，由于發(fā)光器在腹部，雌蟲如果不搔首弄姿，在夜空中飛行的雄蟲就無法看到它的閃光。為了勾引在空中漫飛的雄蟲，雌蟲會爬到醒目的枝葉上，通過一顛一顛地扭動屁股來巧妙地調(diào)情。雄蟲發(fā)現(xiàn)閃光后，就會降落到離雌蟲不遠(yuǎn)的草葉上，然后慢慢逼近到離雌蟲十幾厘米處，“嚓、嚓、嚓”發(fā)出連續(xù)而短促有力的閃光，這是求愛的語言。如果雌蟲有意接受，它就朝雄蟲羞澀地回應(yīng)一次閃光。雄蟲一見大喜，便美滋滋地靠過去，與雌蟲甜蜜相會，當(dāng)一回“新郎”。如果郎有情妹無意，則不管雄蟲如何焦急不停地閃光，雌蟲也不搭理，最后，雄蟲會知趣地飛走，另覓新歡。

那么，人類的SOS求救信號是不是從螢火蟲那里學(xué)來的呢？求救信號是：三短三長三短的開關(guān)燈，再比較上述螢火蟲精確的亮滅時(shí)間間隔，也許發(fā)明者真的是從螢火蟲那里得到了啟發(fā)。

（選自《百科知識》2015年第7期，有刪改）

【閱讀訓(xùn)練】

1.文章的開頭引用了大量的詩歌，有什么作用呢？

2. 結(jié)合語段內(nèi)容，請你給文章的A、B兩處擬寫恰當(dāng)?shù)男?biāo)題。

A. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B.

3.請你用簡潔的語言概括說明螢火蟲發(fā)光的原理。

4.螢火蟲發(fā)光主要是為了什么呢？

5.人類在螢火蟲的啟發(fā)下發(fā)明了什么呢？

（李傳鵬 設(shè)計(jì)）

（參考答案見45頁）