萤火虫主要利用闪光信号求偶付新华供图
■本报见习记者 甘晓
生物体自发荧光的现象一直备受关注。在多数萤科昆虫中,卵、幼虫、蛹和成虫在各个生活阶段都能自发荧光。
多年以来,生物学家观察到,萤火虫成虫发光似乎有各式各样的频率和持续时间,似乎是一套天然的“摩尔斯密码”。目前,这些“密码”正在一个个被破译。
生物学家普遍认为,成虫利用特有的闪光信号来吸引异性,借此完成求偶交配及繁殖的使命。
观察一群萤火虫时,常常发现一只萤火虫在追逐另一只萤火虫。其实,一只雄性萤火虫正在被亮光所吸引,雌性萤火虫发光是为了吸引这只一直追逐它的雄性萤火虫。整个晚上,雌性萤火虫都会发出这种反应信号来吸引雄性萤火虫。
华中农业大学植物科学技术学院副教授付新华曾进行过一项关于“条背萤的闪光求偶行为”研究。研究发现,雌雄条背萤需要通过多次“对话”才能交配成功。
日落后,栖息在草丛中的成虫开始闪光。一开始闪光频率非常低,闪光的持续时间和间隔时间较长。
随后,雄性萤火虫从草丛中起飞,并发出一种间隔时间为0.28秒左右的周期性特异闪光信号。这时,雌性萤火虫则从草丛底部爬出,发出快速而短暂的求偶信号。
雄性萤火虫感受到后,开始变换求偶“声调”,发出间隔时间更短的闪光信号。如果雌性感兴趣,它们则会用两个连续闪光来回应,第一个信号持续0.49秒,相隔0.11秒后发出持续0.41秒的第二个信号。
雄性若是接收到“暗号”则会降落到离雌性更近的地方,开始继续“求爱”。这时,它们发出频率较低的信号,一边闪光一边靠近雌性。随后,交配就按部就班地进行了。
当然,那些交配过的雌性就很少回应“绅士们”的求偶信号了。事实上,雌萤也并非只能辨认雄萤的单个闪光脉冲,它还能分辨雄萤飞行时发出的闪光信号序列和闪光轨迹,从而更精确地认出种类和性别。
更令人惊奇的是,在条背萤的交配过程中,虽然光强已经变弱,但闪光交流还在进行。据说,这种交流可能具有协调双方交配状态,或者拒绝其他求偶雄萤的作用。
同时,少数萤火虫还利用闪光信号捕食。比如,美洲有一些种类的雌萤,它们能“破译”某些异种萤火虫闪光信号,进而模拟异种雌萤的回应信号来吸引并捕食雄萤,这种现象被称为“侵略性拟态”或“捕食应答”。
最近,美国马萨诸塞州艾莫斯特大学的动物学家Skye M. Long进行了一项新实验。研究人员将一枚发光的绿色LED当做“人造萤火虫”放在一只美味的蟋蟀和一只有毒的萤火虫的旁边。
随后,他们放出一只蜘蛛。他们观察到,尽管蜘蛛最初会攻击两只昆虫,但由于萤火虫的闪光信号表明了其毒性,所以蜘蛛很快便学会避开闪光的LED。
此外,当萤火虫受到刺激时还会发出警戒性的亮光。研究证实,当萤火虫被蜘蛛捕食时会发出沮丧信号来警告其他个体。
《中国科学报》 (2012-01-30 A3 深度)