圖/米各
文/林育安
又到了賞螢火蟲的季節,你想過螢火蟲為何會發出一閃一閃的螢光嗎?牠們的目的是什麼?而且除了螢火蟲會發光外,自然界中還有哪些生物也會發光呢?那些螢光具有哪些用途呢?我們一起來探索並揭開動物發出螢光的神祕面紗。
螢火蟲生活史包括卵、幼蟲、蛹與成蟲等4階段,屬於完全變態的昆蟲。螢火蟲依幼蟲的棲息環境,可以分為水棲、半水棲及陸棲3種,大部分的螢火蟲在幼蟲階段就會發光,一般幼蟲的發光器是位在第8腹節的兩側,並且在夜間活動時發光。
發光器主要是由發光細胞、反射層細胞、神經與表皮等所組成,發光器內有發光細胞,而發光細胞中,有一種含磷的化學物質稱為螢光素。螢光素原本是處於抑制狀態,當螢光素被解除抑制並在催化下氧化,伴隨所產生的能量則以光的形式釋出,而反射層細胞,則會將發光細胞所發出的光集中並反射出去。
跟隨成長 螢火發光
經由氧化後所產生的大部分能量都是轉作為發光之用,只有少數約2%~10%的能量轉為熱能。因此,當我們將螢火蟲放置在手上時,也不會感覺到螢光的熱,更不會被螢光燙傷,因為螢光屬於冷光。
當螢火蟲發育到蛹初期,發光物質就開始會在身體四處流動了,身體會發出淡淡螢光,到了蛹末期,發光物質就會全部聚集在尾部,只有尾部會發光。螢火蟲長到成蟲,具有明顯的雌、雄性別之分,多數種類的雌螢火蟲,翅膀退化或全部消失,活動性較少,大部分都躲藏於植被中,而雄螢火蟲則具有翅膀,常於夜幕低垂時開始活躍與飛行,尾部一閃一閃的螢光閃爍時,如同萬家燈火般照亮了整座森林,美不勝收。
繁衍溝通 警訊捕食
螢火蟲發光除了求偶吸引雌螢火蟲,為繁衍後代,其實牠的螢光還具有許多的功能,如幼蟲階段發螢光,具有警戒與威嚇作用,以防止其他動物的捕食與嚇退獵食者求自保。另外,藉由螢光的閃爍情形,亦可作為螢火蟲彼此間的一種語言溝通,以達到協調作用。當環境周邊受到威脅,也會以螢光閃爍的方式作為警示,告知同伴,並飛行到安全處。
螢火蟲的螢光還具有誘捕作用,在美國南部有一種螢火蟲,雌螢火蟲會模擬其他種類雌螢火蟲發出螢光,誘引其他類的雄螢火蟲過來,之後將其捕捉作為食物來源。此外,還具有照明、偽裝與族群調的功能。
另外,深海因陽光照射不到一片漆黑,許多生物眼睛退化,也具有能發出螢光的功能,例如鮟鱇魚、蝰魚、巨口魚及奇棘魚等。鮟鱇魚在頭頂前方有一條如燈炮狀的肉質誘餌,稱為「餌球」。
餌球發光
來自菌群
餌球能發光的原理,是因餌球海綿組織裡,住著一批會發光的微生物,會使餌球如同一盞點亮的燈泡般發出明亮光芒,深海中的魚或其他生物在驅光性的作用下,被光芒所吸引而靠近餌球,鮟鱇魚就會以鋒利的牙齒捕食獵物。
另外,蝰魚、巨口魚及奇棘魚,在尾部、頭部或是下頷鬚都具有發光器,發光是由一種特殊酶的催化作用而引起的生化反應。這些發光器也如同螢火蟲的發光器一樣,含有會發光的腺細胞,腺細胞會分泌一種含有磷的黏液即螢光素。在氧化的作用下,螢光素受到螢光酶的催化作用,讓磷氧化而產生發光作用。
這些深海魚類就會擺動其發光的尾部、頭部或是下頷鬚以吸引獵物的靠近並加以獵捕。除此之外,深海中的水母、花枝、魷魚或是其他生物,也因含有會發光的螢光素,除了具有誘捕獵物的功能外,遇到危險時也會改變體色,並和周圍環境融為一體,而達到偽裝欺敵的效果,避免被獵食者吃掉。