萤火虫闪烁的微光证实夏天已经到来。当你还是个孩子的时候，你可能已经在你杯状的双手中捕捉到了那些所谓的闪电虫，然后用手指偷看它们发光，想知道这些迷人的萤火虫是如何发光的。

萤火虫的生物发光

萤火虫以类似于发光棒的方式发光。光是化学反应或化学发光的结果。当生物体内发生发光化学反应时，科学家称这种性质为生物发光。大多数生物发光生物生活在海洋环境中，但萤火虫是能够发光的陆地生物之一。

如果你仔细观察一只成年萤火虫，你会发现最后两到三个腹部部分看起来与其他部分不同。这些部分包括光产生器官，这是一种在不损失热能的情况下产生光的高效结构。如果你曾经在白炽灯点亮几分钟后触摸过它，你就知道它是热的。如果萤火虫的发光器官释放出相当的热量，昆虫就会有一个脆脆的末端。

荧光素酶使它们发光

萤火虫发光的化学反应依赖于一种叫做荧光素酶的酶。不要被它的名字所误导；这种酶不是魔鬼的杰作。Lucifer来自拉丁语lucis，意思是光，ferre，意思是携带。荧光素酶实际上是一种能发光的酶。

萤火虫的生物发光需要光器官中存在钙、三磷酸腺苷、化学荧光素和荧光素酶。当氧气被引入这种化学成分的组合中时，它会引发一种反应，产生光。

科学家最近发现，一氧化氮在允许氧气进入萤火虫的光器官并引发反应中起着关键作用。在没有一氧化氮的情况下，氧分子与光器官细胞表面的线粒体结合，不能进入该器官触发反应。所以没有光可以产生。当一氧化氮存在时，它会与线粒体结合，让氧气进入器官，与其他化学物质结合，产生光。

除了作为配偶吸引的物种标记外，生物发光还向萤火虫的捕食者（如蝙蝠）发出一个信号，表明它们将尝到苦味。在2018年8月出版的《科学进步》杂志上发表的一项研究中，研究人员发现，当萤火虫发光时，蝙蝠吃的萤火虫更少。

萤火虫闪光方式的变化

发光萤火虫以其特有的模式和颜色闪光，这些闪光模式可用于识别它们。学习识别你所在地区的萤火虫种类需要了解它们闪光的长度、数量和节奏、闪光之间的时间间隔、它们发出的光的颜色、它们喜欢的飞行模式以及它们通常闪光的夜间时间。

萤火虫闪光模式的速率由化学反应过程中ATP的释放控制。产生的光的颜色（或频率）可能受pH值的影响。萤火虫的闪光频率也会随温度而变化。温度越低，闪蒸速度越慢。

即使你精通你所在地区萤火虫的闪光模式，你也需要注意可能的模仿者试图愚弄他们的同伴。萤火虫雌性以其模仿其他物种闪光模式的能力而闻名，这是它们用来引诱毫无戒心的雄性靠近它们，以便它们能轻松地吃上一顿。有些雄性萤火虫不甘示弱，也能模仿其他物种的闪光模式。

荧光素酶在生物医学研究中的应用

荧光素酶是生物医学研究中一种有价值的酶，尤其是作为基因表达的标志物。当荧光素酶被标记时，研究人员可以看到基因在起作用或细菌的存在。荧光素酶已被广泛用于帮助识别细菌对食品的污染。

由于荧光素酶作为一种研究工具的价值，实验室对它的需求量很大，而且在某些地区，活体萤火虫的商业收获对萤火虫种群产生了负面影响。然而，科学家在1985年成功克隆了萤火虫的荧光素酶基因，使合成荧光素酶的大规模生产成为可能。

不幸的是，一些化学公司仍然从萤火虫中提取荧光素酶，而不是生产和销售合成的荧光素酶。这在一些地区有效地悬赏了萤火虫的头部，在夏季交配季节的高峰期，数千人被鼓励收集萤火虫。

2008年，在田纳西州的一个县，人们急于利用一家公司对萤火虫的需求，捕获并冻结了大约40000只雄性萤火虫。一个研究小组的计算机模拟表明，对于这样一个萤火虫种群来说，这种收获水平可能是不可持续的。随着合成荧光素酶的出现，这种为盈利而收获萤火虫的做法完全没有必要。

来源

• 卡皮内拉，约翰L.昆虫学百科全书。斯普林格，2008年。
• “萤火虫观察”，波士顿科学博物馆。
• 《科学美国人》，2005年9月5日，“萤火虫如何发光，为什么发光？”。
• “萤火虫发光是为了吸引配偶，也是为了阻止捕食者。”美国科学促进会，2018年8月21日。
• 李，约翰。“基本生物发光”，乔治亚大学生物化学与分子生物学系。
• “采伐对萤火虫种群持续性的建模影响”，生态建模，2013年。