Светлячки — светящееся чудо природы
Летающие, мерцающие огни светлячков — настоящий мистический аттракцион в летнюю пору. Но много ли мы знаем о том, что собой представляют светлячки. Вот несколько фактов о них.
1. Что собой представляют жуки-светлячки
Светлячки являются ночными насекомыми — ведут активный образ жизни ночью. Это члены семейства крылатых жуков Lampyridae (что в переводе с греческого означает «светить») . Название «светлячок» немного вводит в заблуждение, потому что из более чем 2000 видов светлячков, только некоторые из этих видов обладают способностью загораться светом.
2. Кроме светлячков есть другие типы светящихся видов
Светлячки, вероятно, являются одним из наиболее популярных видов, из-за своей способности светиться. Большинство биолюминесцентных существ живут в океане — люди мало имеют контактов с ними. Их свет создаётся с помощью химической реакции, в ходе которой кислород соединяется с кальцием, аденозинтрифосфатом (АТФ) и люциферином с помощью фермента люциферазы. Светлячки используют свою биолюминесценцию, вероятно, чтобы отпугивать хищников.
3. Не все светлячки имеют «огонь»
Светлячки, большая часть их видов, просто не горят. Небиолюминесцентные светлячки, которые не производят свет, как правило, не являются ночными жуками — они наиболее активны в течение дня.
4. Учёные обнаружили люциферазы благодаря светлячкам
Единственный способ получить химическое вещество люциферазу — извлечь его из светлячка. В конце концов, учёные выяснили, как создавать синтетические люциферазы. Но некоторые люди до сих пор собирают фермент от «летающих фонариков». Люциферазы используется в научных исследованиях для тестирования безопасности пищевых продуктов и некоторых процедур судебно-медицинской экспертизы.
5. Светлячки являются энергоэффективными
Огни светлячков самые эффективные источники энергии в мире. Сто процентов создаваемой ими энергии излучается через свет. Для сравнения, лампа накаливания излучает лишь 10 процентов своей энергии в виде света, а люминесцентные лампы испускают в виде света 90 процентов своей энергии.
6. Их световое шоу — это акты спаривания
Большинство летающих самцов светлячков ищут партнёра. Каждый вид имеет специфическую картину света, которую они используют для связи друг с другом. После того, как самка видит самца и отвечает на его любовь, она реагирует на него таким же световым узором. Обычно самки сидят на растениях, ожидая самца.
7. Некоторые виды имеют способность к синхронизации своего мигания
Учёные не уверены, почему светлячки делают это, но некоторые теории предполагают, что светлячки это делают для того, чтобы стать более заметными. Если группа жучков-светлячков мигают единым шаблоном, то скорее всего, они это делают, чтобы привлечь внимание самок. Единственный вид светлячков в Америке, которые мигают синхронно — Фотин carolinus. Они живут в Национальном парке США «Грейт — Смоки» , где служба парка организует для посетителей часы на вечернее световое шоу.
8. Не все светлячка светят одинаково
Каждый вид имеет свой собственный специфический цвет света. Некоторые производят свечение синего или зелёного цвета, а другие светятся оранжевым или желтым цветом.
9. На вкус они отвратительны
В отличие от цикады, светлячки не могут быть приготовлены в запеченных на гриле жуков. Если вы попробуйте съесть светлячка, у него будет горький вкус. Жуки могут оказаться даже токсичными. Когда светлячки подвергаются нападению, они проливают капли крови. Кровь содержит химические вещества, которые создают горький вкус и яд. Большинство животных знают это и избегают жевать светлячков.
10. Светлячки иногда практикуют каннибализм
Когда светлячки всё ещё находятся в стадии личинки, они готовы полакомиться улитками. Обычно, когда они созревают, становятся вегитарианцами — отходят от мяса. Учёные полагают, что взрослые светлячки живут за счёт нектара и пыльцы, или не едят вообще. Но вот другие, светлячки, например Photuris — могут наслаждаться поеданием их собственного вида. Photuris самки часто едят самцов других родов. Они привлекают ничего не подозревающих жуков, имитируя их световой рисунок.
11. Их число сокращается
Есть несколько причин, почему население светлячков сокращается, в том числе изменения климата и разрушение среды обитания. Когда из-за строительства дорог или иного строительства, нарушается среда обитания светлячка, они не мигрируют на новое место, а просто исчезают.
12. Наслаждайтесь световым шоу светлячков, пока есть такая возможность
Исследователи мало знают о светлячках и не дают однозначного ответа, почему они исчезают. Наслаждайтесь световым шоу, пока это насекомое ещё существует в природе. Возможно, поколениям людей, которые придут вслед за нами, не будет дана такая возможность, увидеть этих жуков с их удивительным мистическим свечением.
Светляки - это то, что делает летние ночи особенными. Обычно они прячутся в траве и светят оттуда мистически-зеленым светом, надеясь привлечь внимание противоположного пола. И у них это получается красиво. Вам доводилось видеть мигающие деревья, будто окутанные электрической гирляндой? Как всегда - за романтикой кроется сложная химическая реакция.
Как светляки светятся
Светлячки светятся за счет уникального органа в их теле - фотофор. Он находится в хвосте брюшка и имеет сложную структуру, представляющую собой три функциональных слоя. Для наглядности представим обыкновенный карманный фонарик: нижний слой является зеркальным и должен отражать свет, производимый в результате сложной химической реакции средним слоем. Ткани среднего слоя состоят из фотоцитов - клеток, способных преобразовывать кислород в свет. Верхний функциональный слой представлен прозрачной светопропускающей кутикулой.Необходимый в большом количестве для создания свечения светлячка кислород вытесняется из клеточных митохондрий путем замещения его оксидом азота. У насекомых нет легких, поэтому все необходимые для существования процессы проходят в клетках, в том числе и дыхание. А нервная система регулирует режимы работы “фонарика”.
В природе предостаточно организмов, “несущих свет” - рифы, глубоководные рыбы, моллюски, медузы и т.д. И у них, и у светляков за свечение отвечает пигмент люциферин, который активируется в люциферазе с помощью молекулы аденозинтрифосфата - АТФ (универсальной единицы клеточной энергии) и, окисляясь, создает волшебное свечение. Это происходит во время отделения молекул углекислого газа, когда молекулы люциферина выходят из возбужденного состояния, высвобождая энергию света, тем самым светлячок начинает светиться в темноте.
Таинственное и холодное свечение светляков и правда ничуть не греет - ну разве что душу. В фотонах нет ни инфракрасных, ни ультрафиолетовых лучей. Но зато “на освещение” уходит около 98% затраченной энергии, в отличии от обыкновенной электрической лампы, КПД которой всего лишь 10%, и чья энергия частично расходуется на бесполезное тепло.
Почему светляки светятся
Зачем светятся светлячки, для чего это необходимо? Дело в том, что биолюминисценцию можно и нужно отнести к способу общения полов - очень романтичному и прекрасному. Самцы североамериканских и тропических видов, например, устраивают настоящий предсвадебный флэшмоб. Насекомые сидят на дереве и в сумерках мигают вразнобой. Через время они ловят единый ритм, синхронизируясь в единый осветительный прибор - и дерево кажется украшенным живой гирляндой.
Самки светлячков, кстати, не отличаются особой красотой - у них, в отличии от самцов, нет крыльев, но они тоже синхронно люминесцируют в ответ ребятам с дерева. Однако женщины коварны - в особенности самки вида Photuris, которые прикидываются другим видом - Photinus. Впоследствии обманутые самцы вида Photinus оказываются съеденными, а вот самки обретают уверенность в завтрашнем дне, т.к в организмах их жертв содержится особый фермент, отпугивающий птиц и пауков. Иногда акт каннибализма происходит и без веских причин.
Представители женского пола подают особый сигнал, свидетельствующий о том, что они готовы к оплодотворению. Так самец понимает, куда ему лететь. А вообще, чем ярче он светится, тем больше женского внимания привлекает.
Кроме того, светятся их личинки, куколки и яйца - вот этого ученые объяснить не могут. Но можно предположить, что таким образом они передают сигнал хищникам о том, что несъедобны.
В Евразии наиболее распространен вид, именуемый “Ивановым червячком”. Считается, что именно в ночь на Ивана Купала эти насекомые активизируются.
Интересным является тот факт, что из 2000 видов лишь немногие светлячки светятся, остальные преимущественно функционируют только днем.
Чему светлячки могли бы нас научить
Помимо воспитания в людях чувства прекрасного, светляки могут похвастаться эффективностью преобразования своей энергией в свет. Недавно исследователи, изучая поверхность тела светляков, отметили ее чешуйчатое строение, напоминающее черепицу крыши. При помощи нанотехнологий они попытались создать подобную структуру на поверхности светодиода. И это увеличило эффективность его работы на 55%!Символизм светлячка
По поверьям некоторых народов, жуки-светляки - это души мертвых, которые не могут найти свой путь. Ну а как еще объяснить эту магию? В философии фэн-шуй светляк позиционируется как символ перерождения душ. Необыкновенное сияние насекомого придает ему чуть ли не священный характер.Но наибольшим числом традиций и глубочайшим символизмом светлячков одаривают японцы. Как и подобает в теплом и влажном климате, там они светятся с гораздо большим энтузиазмом, нежели их бледные родственники из средних широт. Потому период их спаривания представляет собой грандиозное световое шоу. В Японии даже отмечается праздник Светлячка - фестиваль Хотару.
Люди использовали жуков-светляков для самых разных нужд - как украшение в волосах, как инструмент создания романтичной атмосферы, как осветительный прибор, как помощников в борьбе со злыми духами. На сегодняшний день синтетическая люцифераза, которая изначально извлекалась из живых насекомых, используется в судебной медицине, а также для контроля за качеством пищевой продукции.
Популяция светлячков резко упала, и это связано с загрязнением и разрушением территорий их обитания. Дело в том, что из этих мест они не мигрируют, а попросту исчезают.
Видео о том, почему светятся светлячки
Летом после захода солнца можно увидеть удивительное зрелище: в ночи светятся маленькие огоньки, похожие на звезды. А это светится необычное насекомое - светлячок. Поговорим подробно об этих жуках-светлячках, которые могут сверкать и выглядеть как звезды.
Описание образа жизни жука
Светятся жучки различным светом от красного до зеленого , яркость света тоже у всех разная. Это жесткокрылый жук, которых существует множество видов. Только на территории Российской Федерации их насчитывается около двадцати. Живут жуки как в тропическом, так и субтропическом климате.
Светлячок - наземный жук, который активен в основном ночью . По крайней мере, увидя его днем, невозможно представить что этот самый обыкновенный жук может так необычно выглядеть в темное время суток. Насекомое бывает от 0,5 до 2 сантиметров в длину, у них маленькая голова и большие глаза. Тело сверху плоское. Есть крылья и 11 усов, которые расположены на лбу жука.
Особенностью насекомого является их способность к свечению. Этот эффект присущ жукам за счет строения их тела. На брюшке жука есть кристаллы мочевой кислоты, над которыми располагаются фотогенные клетки с нервами и трахеями, проводящими кислород. В результате окисления светлячок мерцает и излучает свет
. Вообще, свечением светлячок обороняется от врагов, показывая им, что он не съедобен. Также свечением насекомое привлекает к себе особей противоположного пола.
Характер жука - светлячка
В наших краях чаще всего встречается Ивановый червячок. Это вид светлячка, который обитает в лесу и его можно увидеть летней теплой ночью.
Днем насекомые, как правило, прячутся в травяных зарослях. Самка имеет коричневый окрас и три полосы на брюшке. Летать они не способны и по экстерьеру напоминают личинок до 18 сантиметров в длину. Эти жуки создают потрясающее зрелище своим ночным свечение, будто звезды падают с неба.
Это ни с чем не сравнимое световое шоу завораживает. Некоторые светлячки светятся ярче других и за счет такого контраста смотреть на них еще интереснее. Они летают сквозь траву и деревья и, быстро взлетая вверх, напоминают салют.
У самцов тело представляет форму сигары, в длину оно около 1,5 сантиметров. У них огромная голова и глаза. В отличие от своих подруг, они прекрасные летуны.
Известны факты применения светлячков в быту человека. Древние летописи гласят о том, что переселенцы, перебравшиеся в Бразилию, использовали светлячков как освещение
в своих домах. Индейцы на охоте фиксировали жуков к своим ногам и они освещали таким образом дорогу, а также отпугивали змей.Эта особенность жучков вполне сравнима с лампой дневного света, но в отличие от лампы, светлячок при свечении не нагревается.
Питание светлячка
Обитают жучки в траве или листве, ночью они охотятся и добывают себе еду.
Основу рациона составляют такие мелкие насекомые, как:
- муравьи,
- пауки,
- личинки.
- Также жук ест растения, которые гниют.
Интересным фактом является то, что взрослые светлячки не едят , а существуют только для создания потомства. После откладывания яиц они просто погибают. В брачный период светлячков бывают случаи поедания себе подобных. Самка съедает самца сразу после спаривания. Самки светлячка Фотурис заманивает к себе самца как будто для спаривания, и как только он приближается, она тут же съедает его. Этому есть даже научное название - агрессивная мимикрия.
Для человека светлячок является полезным насекомым , которое поедает вредителей в садах и огородах. Поэтому увидев этого красивого жука в своем саду, садовод обычно очень радуется.
Самые интересные виды светлячков обитают в Японии, они населяют рисовые поля и едят вредителей, тем самым приносят фермерам неоценимую пользу и помогают сохранить урожай.
Размножение, потомство и продолжительность жизни жука светлячка
Как было сказано ранее, своим светом светлячки привлекают к себе половинок противоположного пола и спариваются с ними. Когда у самца жука наступает брачный период, он выходит искать себе пару и именно в это время она замечает своего избранника по оттенку света. Чем свет ярче, тем самец популярнее
и на него обращает внимание наибольшее внимание самок.
Некоторые виды светлячков во время брачного периода устраивают самые настоящие световые представления, в которых участвуют целые группы жуков. Это смотрится красивее, чем ночные огни большого города.
Когда самка дает самцу определенный сигнал о том, что она выбрала его, он спускается к ней и они еще несколько минут общаются, светясь огоньками, после чего происходит непосредственно сам процесс оплодотворения. После совокупления самка откладывает яйца, из которых вылупляются личинки жука . В основном они черные или желтые. Бывают наземные и водные личинки.
Они невероятные обжоры, личинки в огромных количествах поедают мелких беспозвоночных , а также моллюсков. Они могут светиться так же, как и взрослые жуки. Наевшись в летний период, на зиму они прячутся в деревьях и там зимуют.
Ранней весной личинки просыпаются и снова едят в огромных количествах. Это происходит около месяца или дольше, после чего наступает процесс окукливания личинки , который продолжается от 7 до 18 дней.
В результате появляется взрослый жук, который будет так же как и остальные светится в темную летнюю ночь своим завораживающим огоньком. Живут взрослые особи недолго, около трех - четырех месяцев.
"Он с важностью водрузил мерцающую и подмигивающую банку на ночной столик, взял карандаш и стал усердно писать что-то в своем блокноте.
Светлячки горели, умирали, снова горели и снова умирали, в глазах мальчика вспыхивали и гасли три десятка переменчивых зеленых огоньков, а он все писал — десять минут, двадцать, черкал, исправлял строчку за строчкой, записывал и вновь переписывал сведения, которые так жадно, второпях копил все лето.
Том лежал и как завороженный не сводил глаз с крохотного живого костра, что вздрагивал, полыхал и замирал в банке, и наконец так и уснул, опершись на локоть, а Дуглас все писал и писал..."
Мой интерес к светлячкам возник внезапно и был вызван именно этим абзацем после недавнего прочтения замечательной книги Рэя Бредребри "Вино из одуванчиков".
Мне стало любопытно, а действительно ли светлячки могут светиться в банке
так долго? Да и почему вообще они светятся?
Перечитав много разной информации об этом на разных сайтах, я собрала все наиболее интересное, на мой взгляд, в своем посте, чем с вами и делюсь!
************************************************
Летом, по вечерам, когда уже стемнеет, в поле, словно маленькие молнии, мелькают светлячки. Каждый в детстве собирал этих уникальных насекомых в банку и любовался тем, как они светятся. И, конечно, задавался вопросом, а почему они светятся?
Всего известно около 2000 видов светлячков и каждый из них обладает способностью излучать фосфорецирующий свет. Чаще всего орган свечения этих жуков — фотофор — располагается на конце брюшка.
Фотофор состоит из 3-х слоев. Нижний слой, зеркальный, способен отражать свет. Верхний — представляет собой светопрозрачную кутикулу. В среднем слое находятся фотогенные клетки, вырабатывающие свет. Как видно, по своему устройству фотофор напоминает обычный фонарик.
Подобный вид свечения называется биолюминисценцией, которая возникает в результате соединения внутриклеточного кислорода с кальцием, молекулой аденозинтрифосфата (АТФ) и пигментом люциферином в присутствии фермента лоюциферазы.
Свет, излучаемый светлячками — холодный. В отличие от обычной электрической лампы, где основная часть энергии переходит в бесполезное тепло, а КПД составляет 5% — 10 %, светлячки переводят в световое излучение 87% — 98% затраченной энергии.
Свечение этих насекомых относится к видимой желто-зеленой части спектра, соответствующей длинам волн от 500 до 600 нм.
Многие виды светлячков в состоянии по своему желанию уменьшать и увеличивать интенсивность свечения или излучать прерывистый свет. Когда нервная система жука подает сигнал о «включении» света, в фотофор начинает интенсивно поступать кислород, а для «выключения» достаточно прекратить подачу.
У насекомых нет легких, а кислород передается посредством специальных трубочек — трахеол. Запас кислорода находится в митохондриях. Для быстрого выделения необходимого количества кислорода, организм светлячка вырабатывает окись азота, которая, поступая в митохондрии, вытесняет из них кислород.
Биолюминисценция для светлячков является средством межполового общения. Насекомые не только сигнализируют о своем местоположении, но и отличают своего партнера по особой частоте мерцания. Тропические и североамериканские виды светлячков иногда исполняют целые хоровые серенады для своих партнерш, одновременно вспыхивая и затухая всей стайкой. Стайка самок отвечает им такой же светомузыкой.
Конечно, интересно, зачем природа наделила светляков такой интересной особенностью. Ведь свечение не помогает им в поисках пищи, не отпугивает собак и больших кошек. Большинство ученых склоняется к предположению, что таким своеобразным образом жуки привлекают особей противоположного пола для спаривания. Поскольку разные виды светлячков светят по-разному, мерцают с разной периодичностью, это позволяет им быть уверенными, что спаривание внутривидовое.
Некоторые экзотические виды светляков способны синхронно излучать свет. Так, например, в Таиланде можно наблюдать такую картину - светляки собираются на одном дереве в большом количестве. Сначала каждое насекомое испускает вспышки света в своем определенном ритме. Но спустя некоторое время пара жуков начинает мигать синхронно, а затем и остальные присоединяются к их ритму. В результате дерево выглядит как новогодняя елка, мигающая ежесекундно, словно украшенная гирляндами огней.
Ученым даже удалось выделить ген, отвечающий за свечение. Он был успешно транспортирован в растения, в результате получились целые светящиеся по ночам плантации.
Свет, испускаемый многими тропическими видами светлячков, очень яркий. Первые европейцы, поселившиеся в Бразилии, при отсутствии свечей освещали свои дома светлячками. Ими же наполняли лампады перед иконами. Индейцы, путешествуя ночью через джунгли, до сих пор привязывают к большим пальцам на ногах крупных светлячков. Их свет не только помогает видеть дорогу, но и, возможно, отпугивает змей.
Энтомолог Эвелин Чисман в 1932 г. писала, что некоторые эксцентричные дамы Южной Америки и Вест-Индии, где водятся особенно крупные светлячки, перед вечерними праздниками украшали этими насекомыми свои прическу и платье, и живые украшения на них сверкали подобно бриллиантам.
Британские генетики из университета Хартфордшира (University of Hertfordshire) придумали, как с помощью генной инженерии заставить ёлочные иголки излучать собственный свет. Для этого они собираются пересадить ели два гена, взятые у медуз и светлячков. Один из них отвечает за производство зелёного флуоресцентного белка, а второй вырабатывает фермент люциферазу.
Молодой побег планируется заразить безобидной бактерией, которая несёт необходимые гены и встраивает их в ДНК дерева. Затем с помощью химического вещества люцеферина, включённого в состав удобрений, будет активирован фермент, который в свою очередь «включит» светящийся белок. В итоге модифицированная хвоя будет светиться как в темноте, так и при дневном освещении.
Какой бы фантастической не казалась эта идея, при её разработке учёные опирались на предыдущие успешные научные работы. Ранее подобным путём были созданы светящийся в темноте шёлк, картофель и даже мыши и поросята.
Светящийся шелк
Свиньи с генами светящейся медузы
Единственной проблемой, которую видят авторы проекта, является цена удивительной ёлки. По их подсчётам такое дерево будет стоить около $320 и окажется по карману далеко не всем. Однако они полагают, что такой необычный товар в любом случае будет пользоваться спросом.
Идея имеет потенциал для развития. Ведь не так давно в природе были открыты синий и красный флуоресцентные белки. Так что в будущем можно создать рождественские и новогодние деревья, которые будут излучать разноцветное свечение.
А эта фотография похожа на звездное небо, правда?!
Пещеры Вайтомо (Waitomo Caves) - одноименная деревня и знаменитые карстовые пещеры, являющиеся главной достопримечательностью юга Области Вайкато (Waikato), на Северном острове Новой Зеландии, в 12 километрах к северо-западу от городка Те Куити (Te Kuiti).
Это пещера Glowworm, Новая Зеландия. Она заселена удивительными существами — Arachnocampa Luminosa. Это светлячки, которых можно встретить только в Новой Зеландии. Их зелёно-голубое свечение делает свод пещеры похожим на звёздное небо в морозную ночь.
Именно так выглядят потолки пещеры с личинками светлячков Arachnocampa luminosa, которые, по утверждению учёных, светятся преимущественно от голода. Причём чем острее голод — тем ярче свечение.
Светлячок – это насекомое, которое относится к отряду жесткокрылые (или жуки), подотряду разноядные , семейству светляки (лампириды) (лат. Lampyridae).
Светлячки получили свое название благодаря тому, что их яйца, личинки и взрослые особи способны светиться. Самым древним письменным упоминанием о светляках являются записи в японском сборнике поэзии конца VIII века.
Светлячок – описание и фото. Как выглядит светлячок?
Светлячки – это маленькие насекомые размером от 4 мм до 3 см. Большинство из них имеет уплощенное продолговатое тело, покрытое волосками, и характерное для всех жуков строение, в котором выделяются:
- 4 крыла, два верхних из которых превратились в надкрылья, имеющие пунктировку и иногда следы ребер;
- подвижная голова, украшенная большими фасеточными глазами, полностью или частично прикрытая переднеспинкой;
- нитевидные, гребенчатые или пиловидные усики, состоящие из 11 члеников;
- ротовой аппарат грызущего типа (чаще он наблюдается у личинок и самок; у взрослых самцов он редуцирован).
Самцы многих видов, похожие на обычных жуков, сильно отличаются от самок, больше напоминающих личинок или маленьких червячков с ножками. У таких представительниц тёмно-бурое тело на 3 парах коротеньких конечностей, простые крупные глаза и совсем нет крыльев и надкрыльев. Соответственно, они не умеют летать. Усики у них небольшие, состоящие из трёх члеников, а трудноразличимая голова спрятана за шейным щитком. Чем менее развита самка, тем сильнее она светится.
Светляки не бывают ярко окрашенными: чаще встречаются представители бурого цвета, но их покровы также могут содержать чёрные и коричневые тона. Эти насекомые имеют сравнительно мягкие и гибкие, умеренно склеротизированные покровы тела. В отличие от других жуков, надкрылья светлячков очень легкие, поэтому насекомых раньше относили к мягкотелкам (лат. Cantharidae), но затем выделили в отдельное семейство.
Почему светятся светлячки?
Большинство представителей семейства светлячков известны своей способностью испускать фосфоресцирующее свечение, которое особенно хорошо заметно в темноте. У одних видов светиться могут только самцы, у других – только самки, у третьих – и те, и другие (например, итальянские светляки). Самцы испускают яркий свет в полёте. Самки малоподвижны и обычно ярко светятся на поверхности почвы. Также существуют светлячки, у которых совсем нет такой способности, при этом у многих видов свет исходит даже от личинок и яиц.
Кстати, немногие животные суши вообще обладают явлением биолюминесценции (химического свечения). Известны способные к этому личинки грибных комаров, ногохвостки (коллемболы), огненные мухи, пауки-скакуны и представители жуков, например, такие, как огненосные щелкуны (пирофорусы) из Вест-Индии. Но если считать и морских обитателей, то светящихся животных на Земле не менее 800 видов.
Органы, позволяющие светлячкам испускать лучи – это фотогенные клетки (лантерны), обильно оплетенные нервами и трахеями (воздухоносными трубочками). Внешне лантерны выглядят как желтоватые пятна на нижней стороне брюшка, покрытые прозрачной плёнкой (кутикулой). Они могут быть расположены на последних сегментах брюшка или равномерно распределены по телу насекомого. Под этими клетками лежат другие, заполненные кристаллами мочевой кислоты и способные отражать свет. Вместе эти клетки работают лишь при условии наличия нервного импульса от головного мозга насекомого. Кислород по трахеям попадает в фотогенную клетку и при помощи фермента люциферазы, ускоряющей реакцию, окисляет соединение люциферина (светоизлучающего биологического пигмента) и АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Благодаря этому светлячок светится, излучая свет синего, жёлтого, красного или зелёного цвета.
Самцы и самки одного вида чаще всего испускают лучи схожего цвета, но бывают и исключения. Цвет свечения зависит от температуры и кислотности (pH) окружающей среды, а также от строения люциферазы.
Жуки сами регулируют свечение, они могут усилить или ослабить его, сделать его прерывистым или непрерывным. Каждый вид обладает своей уникальной системой фосфорического излучения. В зависимости от цели, свечение жуков-светляков может быть пульсирующим, мигающим, стабильным, затухающим, ярким или тусклым. Самка каждого вида реагирует только на сигналы самца с определённой частотой и силой света, то есть его режим. Особым ритмом испускания света жуки не только привлекают партнёров, но также отпугивают хищников и охраняют границы своих территорий. Различают:
- поисковые и призывные сигналы у самцов;
- сигналы согласия, отказа и посткопулятивные сигналы у самок;
- сигналы агрессии, протеста и даже световую мимикрию.
Интересно, что светлячки тратят около 98% своей энергии на испускание света, тогда как обыкновенная электрическая лампочка (лампа накаливания) превращает в свет только 4% энергии, остальная энергия рассеивается в виде тепла.
Светлячки, ведущие дневной образ жизни, зачастую не нуждаются в способности испускать свет, потому она отсутствует у них. Но те дневные представители, которые живут в пещерах или в тёмных уголках леса, также включают свои «фонарики». Яйца всех видов светлячков первое время также испускают свет, но вскоре он угасает. Днём свет светляка можно заметить, если прикрыть насекомое двумя ладонями или перенести в тёмное место.
Кстати, светлячки также подают сигналы при помощи направления полёта. Например, представители одного вида летают по прямой линии, представители другого вида – по ломаной.
Типы световых сигналов светляков
Все световые сигналы светляков В. Ф. Бак разделил на 4 типа:
- Непрерывное свечение
Так светятся взрослые жуки, относящиеся к роду Phengodes, и яйца всех светляков без исключения. Ни внешняя температура, ни освещение не оказывают влияние на яркость лучей этого неуправляемого вида свечения.
- Прерывающееся свечение
В зависимости от факторов внешней среды и внутреннего состояния насекомого, это может быть слабый или сильный свет. Он может на время совсем затухать. Так сияет большинство личинок.
- Пульсации
Этот тип свечения, при котором периоды излучения и отсутствия света повторяются через определённые промежутки времени, характерен для тропических родов Luciola и Pteroptix.
- Вспышки
Между промежутками вспышек и их отсутствием при этом типе свечения нет никакой временной зависимости. Такой вид сигнала характерен для большинства светляков, особенно в умеренных широтах. В условиях данного климата способность насекомых к излучению света сильно зависит от факторов внешней среды.
Х.А. Ллойд выделил также пятый вид свечения:
- Фликер
Этот вид светового сигнала представляет серию коротких вспышек (частотой от 5 до 30 Гц), появляющихся непосредственно друг за другом. Он встречается во всех подсемействах, а его наличие не зависит от места и среды обитания.
Коммуникативные системы светлячков
У лампирид выделяют 2 типа коммуникативных систем.
- В первой системе особь одного пола (чаще самка) испускает специфические призывные сигналы и привлекает представителя противоположного пола, для которого наличие собственных световых органов не является обязательным. Такой тип общения характерен для светляков родов Phengodes, Lampyris, Arachnocampa, Diplocadon, Dioptoma (Cantheroidae).
- В системе второго типа особи одного пола (чаще летающие самцы) испускают призывные сигналы, на которые нелетающие самки дают поло- и видоспецифические ответы. Такой способ общения свойственен многим видам из подсемейств Lampyrinae (род Photinus) и Photurinae, обитающих в Северной и Южной Америке.
Это деление не абсолютно, так как существуют виды с промежуточным типом коммуникации и с более совершенной диалоговой системой свечения (у европейских видов Luciola italica и Luciola mingrelica).
Синхронное вспыхивание светлячков
В тропиках многие виды жучков из семейства Lampyridae как бы светят совместно. Они одновременно зажигают свои «фонарики» и в одно время гасят их. Это явление учёные назвали синхронным вспыхиванием светляков. Процесс синхронного вспыхивания светлячков до конца ещё не изучен, и есть несколько версий касательно того, как насекомым удается светить одновременно. По одной из них, внутри группы жуков одного вида есть лидер, он и служит дирижёром этого «хора». А так как все представители знают частоту (время перерыва и время свечения), у них получается делать это очень дружно. Синхронно вспыхивают, в основном, самцы лампирид. Причем все исследователи склоняются к версии, что синхронизация сигналов светляков связана с половым поведением насекомых. За счёт увеличения плотности популяции у них повышается возможность найти партнёра для спаривания. Также ученые заметили, что синхронность света насекомых можно нарушать, если повесить рядом с ними лампу. Но с прекращением её работы процесс восстанавливается.
Первое упоминание об этом феномене относится к 1680 году – это описание, которое сделал Э. Кэмпфер после путешествия в Бангкок. В дальнейшем было сделано много заявлений о наблюдении этого явления в Техасе (США), Японии, Таиланде, Малайзии и горных районах Новой Гвинеи. Особенно много таких видов светляков обитает в Малайзии: там это явление местные жители называют «келип-келип». В США в национальном парке Элкомонт (Great Smoky Mountains) приезжающие наблюдают за синхронным свечением представителей вида Photinus carolinus.
Где обитают светлячки?
Светляки – это довольно распространённые, теплолюбивые насекомые, которые обитают во всех частях света:
- в Северной и Южной Америке;
- в Африке;
- в Австралии и Новой Зеландии;
- в Европе (в том числе и в Великобритании);
- в Азии (Малайзии, Китае, Индии, Японии, Индонезии и Филлипинах).
Большинство светляков встречается в Северном полушарии. Многие из них живут в теплых странах, то есть в тропических и субтропических областях нашей планеты. Некоторые разновидности водятся в умеренных широтах. В России обитают 20 видов светляков, которых можно встретить на всей территории, кроме севера: на Дальнем Востоке, в европейской части и в Сибири. Их можно обнаружить в лиственных лесах, на болотах, у рек и озёр, на полянах.
Светлячки не любят жить группами, они одиночки, но при этом часто образуют временные скопления. Большая часть светляков – ночные животные, но есть и такие, которые активны в светлое время суток. Днём насекомые отдыхают на траве, прячутся под корой, камнями или в иле, а ночью те, что способны летать, делают это плавно и быстро. В холодную погоду их можно часто заметить на поверхности земли.
Чем питаются светлячки?
И личинки, и взрослые особи чаще являются хищниками, хотя существуют светлячки, которые питаются нектаром и пыльцой цветов, а также гниющими растениями. Плотоядные жучки охотятся на других насекомых, на гусениц бабочек-совок, моллюсков, многоножек, дождевых червей и даже на своих собратьев. Некоторые самки, обитающие в тропиках (например, из рода Photuris), после спаривания подражают ритму свечения самцов другого вида, чтобы съесть их и получить питательные вещества для развития своего потомства.
Самки во взрослом состоянии питаются чаще самцов. Многие самцы вообще не едят и умирают после нескольких спариваний, хотя существуют и другие данные, согласно которым пищу употребляют все взрослые особи.
У личинки светляка на последнем сегменте брюшка имеется втяжная кисточка. Она нужна для того, чтобы счищать слизь, остающуюся на её маленькой голове после поедания и слизней. Все личинки светляков – активные хищники. В основном, они едят моллюсков и часто селятся в их твёрдых раковинах.
Размножение светлячков
Как и все жесткокрылые, светляки развиваются с полным превращением. Жизненный цикл этих насекомых состоит из 4 стадий:
- Яйцо (3-4 недели),
- Личинка, или нимфа (от 3 месяцев до 1,5 лет),
- Куколка (1-2 недели),
- Имаго, или взрослая особь (3-4 месяца).
Самки и самцы спариваются на земле или на низких растениях в течение 1-3 часов, после чего самка откладывает до 100 яиц в углубления почвы, в мусор, на нижнюю поверхность листьев или в мох. Яйца обыкновенных светляков похожи на перламутрово-желтую гальку, обмытую водой. Скорлупа у них тонкая, а «головная» сторона яиц содержит зародыш, который просматривается сквозь прозрачную плёнку.
Через 3-4 недели из яиц вылупляются наземные или водные личинки, которые являются прожорливыми хищниками. Туловище личинок темное, слегка уплощенное, с длинными бегательными ногами. У водных видов развиты боковые брюшные жабры Маленькая удлиненная или квадратная голова нимф с трехчлениковыми усиками сильно втянута в переднегрудь. По бокам головы располагается по 1 светлому глазу. Сильно склеротизированные жвалы (мандибулы) личинок имеют форму серпа, внутри которого находится сосательный канал. В отличие от взрослых насекомых, верхняя губа у нимф отсутствует.
Селятся личинки на поверхности почвы – под камнями, в лесной подстилке, в раковинах моллюсков. Нимфы некоторых видов светляков окукливаются этой же осенью, но в основном они переживают зиму и лишь по весне превращаются в куколок.
Окукливаются личинки в почве или подвесив себя на коре дерева, как это делают . Через 1-2 недели из куколок выползают жуки.
Общий жизненный цикл светляков длится 1-2 года.
Виды светлячков, фото и названия.
Всего энтомологи насчитывают около 2000 видов светлячков. Поговорим о самых известных из них.
- Обыкновенный светляк (он же большой светляк) (лат. Lampyris noctiluca) имеет народные названия иванов червячок или ивановский червячок. Появление насекомого связывали с праздником Ивана Купалы, ведь именно с приходом лета у светляков начинается брачный период. Отсюда и появилось народное прозвище, которое дали самке, очень похожей на червячка.
Большой светляк – это жук с характерным для светлячков внешним видом. Размер самцов достигает 11-15 мм, самок – 11-18 мм. У насекомого плоское ворсинистое тельце и все остальные признаки семейства и отряда. Самец и самка данного вида сильно отличаются друг от друга. Самка похожа на личинку и ведёт малоподвижный напочвенный образ жизни. Оба представителя пола обладают способностью к биолюминесценции. Но у самки это выражено намного сильнее, в сумерках она испускает довольно яркое свечение. Самец же хорошо летает, но светится очень слабо, почти незаметно для наблюдателей. Очевидно именно самка подаёт сигнал партнёру.
- – обычный обитатель рисовых полей Японии. Живёт только в мокром иле или прямо в воде. Охотится ночью на моллюсков, в том числе на промежуточных хозяев червей-сосальщиков. Во время охоты он сияет очень ярко, излучая голубой свет.
- обитает на территории Северной Америки. Самцы из рода Photinus светятся только на взлёте и летают по зигзагообразной траектории, а самки используют подражательную иллюминацию для поедания самцов других видов. Из представителей данного рода американские учёные выделяют фермент люциферазу, чтобы использовать её в биологической практике. Обычный восточный светлячок является самым распространённым в Северной Америке.
Это ночной жук, имеющий темно-коричневое тело длиной 11-14 мм. Благодаря яркому свету он хорошо виден на поверхности почвы. Самки этого вида похожи на червячков. Личинки огненного фотинуса живут от 1 до 2 лет и прячутся во влажных местах – рядом с ручьями, под корой и на земле. Зиму они проводят, зарывшись в грунт.
И взрослые насекомые, и их личинки являются хищниками, поедают червей и улиток.
- живет только в Канаде и США. Взрослый жук достигает размера в 2 см. У него плоское тело чёрного цвета, красные глаза и жёлтые подкрылья. На последних сегментах его брюшка расположены фотогенные клетки.
Личинку этого насекомого прозвали «светящимся червяком» за её способность к биолюминесценции. Червеподобные самки этого вида тоже обладают способностью к световой мимикрии, они имитируют сигналы вида светляков Photinus, чтобы схватить и съесть их самцов.
- Cyphonocerus ruficollis – самый примитивный и малоизученный вид светляков. Обитает он в Северной Америке и Евразии. В России насекомое встречается в Приморье, где самки и самцы активно светятся в августе. Жук внесён в Красную книгу России.
- Рыжий светлячок (светлячок пироцелия) (лат. Pyrocaelia rufa) – редкий и малоизученный вид, обитающий на Дальнем Востоке России. Его длина может достигать 15 мм. Рыжим светляком его называют потому, что его щиток и округлая переднеспинка имеют оранжевый оттенок. Надкрылья жука тёмно-коричневые, усики пиловидные и небольшие.
Личиночная стадия этого насекомого продолжается 2 года. Найти личинку можно в траве, под камнями или в лесной подстилке. Взрослые самцы летают и светятся.
- – маленький чёрный жук с оранжевой головой и пиловидными усиками (сяжками). Самки этого вида летают и светятся, самцы же теряют способность излучать свет после превращения во взрослое насекомое.
Обитают жуки светляки пихты в лесах Северной Америки.
- – обитатель центра Европы. На переднеспинке жука-самца есть чёткие прозрачные пятна, а вся остальная часть его тела окрашена в светло-коричневый цвет. Длина тела насекомого варьирует от 10 до 15 мм.
Особенно ярко светятся в полёте самцы. Самки червеобразны и также способны излучать яркий свет. Органы светопроизводства расположены у среднеевропейских червей не только на конце брюшка, но и во втором сегменте груди. Личинки этого вида также могут светиться. Они имеют черное ворсинистое тельце с желто-розовыми точками по бокам.
