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出品:科普中國
作者:蟲言蟲語團隊
監製:中國科普博覽
夏日黃昏,山澗草叢(cong) ,灌木林間,常見有一盞盞懸掛在空中的小燈,像是與(yu) 繁星爭(zheng) 露,又像是對對情侶(lv) 提燈夜遊。如果你用小網,把"小燈"罩住,便會(hui) 看到它是一種身披硬殼的小甲蟲。由於(yu) 它的腹部末端能發出點點熒光,人們(men) 給它起了個(ge) 形象的名字——螢火蟲。

(圖片來源:veer圖庫)
螢火蟲在昆蟲大家族中屬於(yu) 鞘翅目,螢科。一般螢火蟲體(ti) 長幾毫米,最大的長達17毫米以上。螢火蟲是一種神奇而又美麗(li) 的昆蟲。修長略扁的身體(ti) 上帶有藍綠色光澤,前胸背板較平闊,常蓋住頭部,頭上一對帶有小齒的觸角分為(wei) 11個(ge) 小節。三對纖細、善於(yu) 爬行的足。雄的翅鞘發達,後翅像把扇麵,平時折迭在前翅下,隻有飛時才伸展開;雌的翅短或無翅。有的類群有群居性,需要說明的是並非螢火蟲科的所有種類都能發光。螢火蟲的一生,經過卵、幼蟲、蛹、成蟲四個(ge) 完全不同的蟲態,屬完全變態類昆蟲。

(圖片來源:veer圖庫)
螢火蟲的發光器官,雌蟲生長在腹部末端三節,從(cong) 外表看隻是一層銀灰色的透明薄膜,這就是螢光色素。如果把這層薄膜揭開在放大鏡下觀察,便可見到數以千計的發光細胞,再下麵是反光層,在發光細胞周圍密布著小氣管和密密麻麻的纖細神經分支。發光細胞中的主要物質是熒光素和熒光酶。當螢火蟲開始活動時,呼吸加快,體(ti) 內(nei) 吸進大量氧氣,氧氣通過小氣管進入發光細胞,熒光素在細胞內(nei) 與(yu) 起著催化劑作用的熒光酶互相作用時,熒光素就會(hui) 活化,產(chan) 生生物氧化反應,導致螢火蟲的腹下發出碧瑩瑩的光亮來。又由於(yu) 螢火蟲不同的呼吸節律,便形成時明時暗的“閃光信號”。

(圖片來源:veer圖庫)
螢火蟲體(ti) 內(nei) 的熒光素並不是用之不竭的,那幺它們(men) 不斷地多次發光,能量又是從(cong) 何而來的呢?原來能量來自三磷酸腺苷(簡稱ATP),它是一切生物體(ti) 內(nei) 供應能源的物質。螢火蟲體(ti) 內(nei) 有了這種能源,不但能不間斷地發光,而且亮度也較強。隻有發光結構還不能發光,還要有腦神經係統調節支配。如果做個(ge) 實驗,將螢火蟲的頭部切除,發光的機製也就失去作用。雌蟲因腹部倒數第2、3節整節都能發光,看起來似為(wei) 寬帶狀,而末節隻形成點狀發光,它在體(ti) 節兩(liang) 側(ce) ,從(cong) 背麵也能看見。雄蟲隻有腹部末節可以發光,與(yu) 雌蟲腹部末節相同,也呈兩(liang) 個(ge) 點狀光。
螢火蟲的卵、幼蟲、蛹都可發光。卵在剛產(chan) 下時是不能發光的,隻是臨(lin) 近孵化時,從(cong) 卵殼外可見2個(ge) 光點。有實驗證明它是幼蟲在卵殼內(nei) 活動所致,因此,實際是已形成的幼蟲發的光。幼蟲腹部末端倒數第2節可見發光器,但僅(jin) 能發兩(liang) 個(ge) 光點,它從(cong) 背麵可見。化蛹4-5天後,蛹的腹部末端兩(liang) 側(ce) 各有一個(ge) 可見光斑,但蛹都在泥沙做的繭室中,所以其發光並不可見。
螢火蟲發光的效率非常高,幾乎能將化學能全部轉化為(wei) 可見光,為(wei) 現代電光源效率的幾倍到幾十倍。由於(yu) 光源來自體(ti) 內(nei) 的化學物質,因此,螢火蟲發出來的光雖亮但沒有熱量,也不產(chan) 生磁場,人們(men) 稱這種光為(wei) “冷光”。由於(yu) 螢火蟲的光不帶輻射熱,物理學家們(men) 認為(wei) 這是非常理想的燈光,因一般東(dong) 西發光時,同時也要發熱,如點著了的蠟燭。又如電燈開亮後燈泡也熱得發燙,然而人們(men) 並不需要燈光發熱,假使能創造出像螢火蟲一樣不發熱的光來那將是很理想的。後來,人們(men) 模擬了螢火蟲發光的原理創造出一種日光燈(螢光燈)來,基本上達到了這種要求。
隨著科學的發展,螢光的應用也越來越廣泛。利用螢光檢查食物中細菌的含量,在含有易爆性瓦斯的礦井中用螢光燈照明,在彈藥庫中的指示燈、水下作業(ye) 的發光燈,無不用的是螢光。
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