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2010年12月10日 星期五

螢火蟲發光的秘密

光的秘密

小朋友們一定很好奇,螢火蟲是如何發出這神秘的光呢?牠發光的目的又是什麼呢?原來在螢火蟲的腹部末端長有發光器,而發光器是由發光細胞、反射細胞、透明表皮、氣管等組合而成。牠的發光是由螢光素、螢光酵素、三磷酸和氧作用,產生複雜的氧化還原反應,而產生亮光,光由反射細胞反射,經由透明的表皮透射出來。且螢火蟲的發光效率極高,只有2~10﹪的能量轉變為熱能,其餘能量完全用來發光,我們稱之為「冷光」,所以螢火蟲的光是不燙人的哦。



發光的目的

每種螢火蟲發光的顏色與頻率都不同,如台灣窗螢是發持續的黃綠色光,而黃緣螢則是發閃爍的黃色光,牠們的閃爍有著特定的節奏,就好像是螢火蟲的語言,用來交換彼此的訊息,雄蟲便是利用亮光,找尋雌蟲,而達成交尾的目的。除此之外螢火蟲的發光行為還具有誘集、警戒、對捕食者的恫嚇、照明、偽裝及族群調節等目的。而美國南部卻有一種螢火蟲(Photuris spp.)雌蟲,會模擬其它種類雌蟲的發光,當滿懷熱情的雄蟲接近時,卻被牠所捕捉,成了牠今晚的大餐,我們稱牠為攻擊性擬態,這種現象是不是很奇特呢!

螢火蟲的生態

螢火蟲的生態習性
  螢火蟲依其生態區分為陸棲與水棲兩大類,但是前者佔大多數。多數陸棲性螢火蟲的幼蟲會以獵捕蝸牛為食,而水棲性螢火蟲的幼蟲則以水為主要食物。陸棲性螢火蟲的幼蟲以氣管呼吸,水棲性的幼蟲則以氣管鰓呼及。但也有極少數以氣管呼吸的螢類幼蟲,依賴水螺維生,也必需潛入水中捕食,理應歸入水棲性之類。
  螢火蟲的幼蟲通常需要經過六次蛻皮才會化蛹,水棲螢的終齡幼蟲,在成熟時會爬到岸邊化蛹。隨著種類不同,螢火蟲的生活史大多一年一世代,但也有大約四個月一世代的種類。有水才有螢火蟲,終年潮濕、草木茂盛更是陸棲性螢火蟲生存的必備條件。

陽明螢火蟲的客家話叫做「火焰蟲」,台語叫做「火金姑」。螢火蟲是甲蟲中的一類,其一生必須經過卵、幼蟲、蛹、成蟲四個階段。這種四階段的變化過程稱為「完全變態」。部份種類的雌蟲無飛行能力,形態酷似幼蟲而與雄蟲大異其趣,十分耐人尋味。螢火蟲的幼蟲期都會發光,但不一定每種的成蟲都會發光。螢火蟲的發光現象,是因為體內含有會發光的含磷物質,與發光酵素產生氧化還原的化學反應。

螢火蟲的成蟲期的每一季是甚麼時候? 屬於哪種?

螢火蟲在分類上屬於鞘翅目螢科,全世界已知的種類已達兩千多種,主產於熱帶地區;在臺灣,已知的種類在27種以上,其中最為常見的,乃臺灣窗螢,是一種捕食螺類為生的甲蟲。

螢火蟲的幼蟲生活於水中或潮濕的地區,以其他昆蟲、螺類、甲殼類及蚯蚓等小動物為食,其成蟲大多不食不喝,惟一任務為覓偶交尾,以完成傳宗接代的任務。

螢火蟲結婚進行曲

螢火蟲發光最主要的目的是雌雄間溝通的訊號,當彼此都瞭解對方的種類與方位後,雄蟲便能靠近迎娶雌蟲,進而交尾。這一連續的行為,會隨著發光頻率的變化,告訴對方不同含意的情 趣。

螢火蟲的一生:

   螢火蟲生長的時間相當長,必須經過卵、幼蟲、蛹與成蟲四個完全變態階段。以台灣窗螢(幼蟲陸生)與黃緣蟲(幼蟲水生)的生活史為例,幼蟲期所需的時間長達三個月左右,有些種類更需十個月。大部分的種類皆一年一代,並以幼蟲期或卵期越冬。

黃緣螢、台灣窗螢生活之比較

黃 緣 螢- 卵期20天-幼蟲期93天-蛹期7天-成蟲期14天-合計 134(天)

台灣窗螢- 卵期20天-幼蟲期86天-蛹期7天-成蟲期16天-合計 129(天)



影響螢火蟲生存的因素

水田生態系的改變

農業化學藥劑的使用

水資源的枯竭

人工照明設施的影響-光害

山溝排水設施不當整治

不當放生

螢火蟲的一生(2)

一生應該算分成四個階段,卵、幼蟲、蛹、成蟲


卵:螢火蟲會在比較陰暗潮濕的地方,將卵產在青苔上或是較濕潤的土壤中,因品種不同卵的形狀也會因此不同有的是圓形有的是橢圓形

幼蟲:螢火蟲的幼蟲身體長而扁平,頭部有一對可以伸縮的觸鬚、兩個單眼、其他器官,最明顯的就是兩個針狀的大顎,胸部有三節,腹部有九節,和六隻細長的腳,腹節第八節有兩個發光器第,腹節第九節有一個如吸盤般的尾足,可用來吸附於物體上。牠走起路來一曲一伸的,當遇到危險時,便趕緊把頭縮到前胸背板內。

蛹:螢火蟲的蛹是屬於裸蛹,也就是由外表,便可以清楚的看見牠的複眼、口器、觸角、足、及各體節等,蛹大多呈乳白色,且多數種類會發光。牠化蛹時會選擇較隱蔽的場所,如落葉下、或石縫中,有些種類甚至會利用口器啣土,築個如花瓶般精緻的蛹室,靜靜等待破蛹而出。

螢火蟲,依其幼蟲生長的環境,可分為水生型、陸生型和半水生型三種。

陸生型:
陸生螢火蟲種類繁多,牠們的幼蟲白天躲藏於落葉下或石縫中,夜晚則爬行於陰暗潮濕的森林底層,以陸生蝸牛、蚯蚓、蛞蝓…等動物為食,而成蟲則飛行於草叢與樹林間,終其一生,都生活於陸地上。

水生型:
水生螢火蟲顧名思義,便是幼蟲生活於水中的螢火蟲,直到化蛹前,才會爬上陸地築土繭化蛹,並羽化為成蟲。在台灣幼蟲水生的螢火蟲僅有三種,分別是黃緣螢、黃胸黑翅螢與條背螢三種,牠們為了適應水中的環境,分別具有特化的呼吸器官,如黃緣螢與黃胸黑翅螢的腹部兩側有8對「y」字形的「氣管鰓」,因此幼蟲可以直接在水中做氣體的交換,而不必離開水面換氣。而條背螢則是靠生長於腹部倒數第二節末端的氣孔,伸於水面上呼吸,因此必須每隔一段時間便要爬上水面換氣。

半水生型:
鹿野氏黑脈螢是目前台灣發現僅有的一種幼蟲為半水生型的螢火蟲,牠的幼蟲一般躲藏於山澗旁的岩縫中,夜晚捕食的時候便潛入水中捕捉螺貝類,但由於它沒有像黃緣螢一般特化的氣管鰓,僅用氣孔呼吸,因此無法長期生活於水中,所以牠會先將食物拉上岸然後再慢慢的享用,由於其幼蟲生活橫跨水陸兩棲,因此我們稱牠為「半水生型」的螢火蟲。

每種螢火蟲發光的顏色與頻率都不同,如台灣窗螢是發持續的黃綠色光,而黃緣螢則是發閃爍的黃色光,牠們的閃爍有著特定的節奏,就好像是螢火蟲的語言,用來交換彼此的訊息,雄蟲便是利用亮光,找尋雌蟲,而達成交配的目的。除此之外螢火蟲的發光行為還具有誘集、警戒、對捕食者的恫嚇、照明、偽裝及族群調節等目的。

螢火蟲發光的秘密

光的秘密

小朋友們一定很好奇,螢火蟲是如何發出這神秘的光呢?牠發光的目的又是什麼呢?原來在螢火蟲的腹部末端長有發光器,而發光器是由發光細胞、反射細胞、透明表皮、氣管等組合而成。牠的發光是由螢光素、螢光酵素、三磷酸和氧作用,產生複雜的氧化還原反應,而產生亮光,光由反射細胞反射,經由透明的表皮透射出來。且螢火蟲的發光效率極高,只有2~10﹪的能量轉變為熱能,其餘能量完全用來發光,我們稱之為「冷光」,所以螢火蟲的光是不燙人的哦。



發光的目的

每種螢火蟲發光的顏色與頻率都不同,如台灣窗螢是發持續的黃綠色光,而黃緣螢則是發閃爍的黃色光,牠們的閃爍有著特定的節奏,就好像是螢火蟲的語言,用來交換彼此的訊息,雄蟲便是利用亮光,找尋雌蟲,而達成交尾的目的。除此之外螢火蟲的發光行為還具有誘集、警戒、對捕食者的恫嚇、照明、偽裝及族群調節等目的。而美國南部卻有一種螢火蟲(Photuris spp.)雌蟲,會模擬其它種類雌蟲的發光,當滿懷熱情的雄蟲接近時,卻被牠所捕捉,成了牠今晚的大餐,我們稱牠為攻擊性擬態,這種現象是不是很奇特呢!

陸生水生螢火蟲的區別

螢火蟲,依其幼蟲生長的環境,可分為水生型、陸生型和半水生型三種。牠們生存的環境以及長相有哪些不一樣的地方呢?現在就由我來一一的介紹。



陸生型

陸生螢火蟲種類繁多,牠們的幼蟲白天躲藏於落葉下或石縫中,夜晚則爬行於陰暗潮濕的森林底層,以陸生蝸牛、蚯蚓、蛞蝓…等動物為食,而成蟲則飛行於草叢與樹林間,終其一生,都生活於陸地上。



水生型

水生螢火蟲顧名思義,便是幼蟲生活於水中的螢火蟲,直到化蛹前,才會爬上陸地築土繭化蛹,並羽化為成蟲。在台灣幼蟲水生的螢火蟲僅有三種,分別是黃緣螢、黃胸黑翅螢與條背螢三種,牠們為了適應水中的環境,分別具有特化的呼吸器官,如黃緣螢與黃胸黑翅螢的腹部兩側有8對「y」字形的「氣管鰓」,因此幼蟲可以直接在水中做氣體的交換,而不必離開水面換氣。而條背螢則是靠生長於腹部倒數第二節末端的氣孔,伸於水面上呼吸,因此必須每隔一段時間便要爬上水面換氣。

半水生型

鹿野氏黑脈螢是目前台灣發現僅有的一種幼蟲為半水生型的螢火蟲,牠的幼蟲一般躲藏於山澗旁的岩縫中,夜晚捕食的時候便潛入水中捕捉螺貝類,但由於它沒有像黃緣螢一般特化的氣管鰓,僅用氣孔呼吸,因此無法長期生活於水中,所以牠會先將食物拉上岸然後再慢慢的享用,由於其幼蟲生活橫跨水陸兩棲,因此我們稱牠為「半水生型」的螢火蟲。

螢火蟲的一生

螢火蟲的一生

螢火蟲是一種既美麗又神秘的小昆蟲,全世界有2000多種,而台灣約有56種。牠與金龜子一樣,是屬於鞘翅目的昆蟲,一生必須經歷卵、幼蟲、蛹與成蟲四個階段,是屬於完全變態的昆蟲。牠的生長的時間相當長,大部分種類為一年一代,並以幼蟲期、蛹期或卵期越冬,幼蟲期長達10個月,而成蟲卻只有20天左右的短暫生命。

成蟲

螢火蟲有兩對翅膀,前翅為革質,後翅為膜質,前胸背板十分發達,頭部可隱藏於前胸背版下,頭部上面有一對觸角和兩個水汪汪的複眼,約佔整個頭部的三分之二,視覺十分敏銳,且大部分種類口器退化,以吸食露水或花蜜維生。腹部最重要的特徵為發光器,雄蟲二節,雌蟲一節。有些種類則雌雄均只發兩點光,有些甚至不會發光,所以並不是所有的螢火蟲都會發光哦。



螢火蟲交配後,便開始尋找陰暗潮濕的地方,然後將卵產在青苔上或是濕潤的土壤中。形狀一般為圓球型或長橢圓形,直徑約0.2-2.5公厘。剛產下的卵軟軟的像布丁一般,上面附有一層黏液,然後開始變硬,卵的顏色也漸漸變深,有些種類在胚胎末期甚至會發出淡淡的光芒,此時裡面的小生命正待機破殼而出。

幼蟲

螢火蟲幼蟲的身體長而扁平,頭部除一對可伸縮的觸角,二個單眼和其它附屬器外,最明顯的便是深褐色的針狀大顎。胸部有三節,腹部九節,和六隻細長的腳,第八腹節有兩枚發光器,第九腹節有一個如吸盤般的尾足,可用來吸附於物體上。牠走起路來一曲一伸的,像尺蠖蛾的幼蟲一般,當遇到危險時,便趕緊把頭縮到前胸背板內。而依其棲息環境,可分為陸生水生與半水生三種。



螢火蟲的蛹是屬於裸蛹,也就是由外表,便可以清楚的看見牠的複眼、口器、觸角、足、及各體節等,蛹大多呈乳白色,且多數種類會發光。牠化蛹時會選擇較隱蔽的場所,如落葉下、或石縫中,有些種類甚至會利用口器啣土,築個如花瓶般精緻的蛹室,靜靜等待破蛹而出。