是什么点燃了萤火虫的火？

是什么点燃了萤火虫的火？

在夏夜的草丛中，萤火虫的微光如同点点繁星，为夜色增添了一抹神秘的色彩。这种神奇的生物发光现象背后，隐藏着怎样的科学奥秘？让我们一起探索萤火虫发光的原理，以及自然界中其他生物如何利用光和颜色来适应环境。

常见的东部萤火虫

Mary Hoff
图片：拉迪姆·施赖伯/ 版权所有 © - 保留所有权利

执行的功能来自这个生命系统的更多内容

发送可见光谱中的光信号

可见光谱是人眼可以检测到的电磁光谱的一部分。 可见光可以用两种方式来看待：作为照明的光（例如萤火虫使用的照明）和光被吸收或反射而产生的颜色。 生命系统将光用于多种目的。 有时，它们用它来使自己引人注目（就像孔雀向潜在的伴侣炫耀其绚丽的羽毛）。 其他时候，他们用它来变得几乎隐形（就像白天休息时隐藏在众目睽睽之下的猫头鹰一样）。 当生命系统发送光信号时，它必须以节能和材料有效的方式产生光或颜色。 生命系统使用无毒颜料、弯曲和吸收不同波长的结构以及产生生物发光的化学过程等策略来创造和增强颜色。

改变氧化态

氧化态是指元素获得或失去电子的程度——它可以对该元素的特性产生重大影响。 例如，氧化数为+6的六价铬是已知的致癌物，而氧化程度较低（即“还原”）的三价铬的氧化数为+3，毒性较小。 这种细菌，Acidiphilium cryptum，可以通过酶将铬从六价形式转化为三价形式。

修改能量状态

改变不同粒子能量状态的能力对于利用生物体生存所需的能量非常有用。 探索不同的生物体如何利用这些能力来适应不同的环境。

修改灯光/颜色

生命系统中的颜色来自颜料以及光与表面的相互作用。 颜色对生命系统有多种用途，例如吸引猎物或配偶、提供警告或通过伪装进行保护。 为了创造每种目的所需的效果，生命系统必须控制颜料的表达或可见性以及光的相互作用（例如反射和折射）。 为此，他们制定了修改颜色或光线的策略，以增加或减少颜色的位置、强度、不透明度等。 例如，雄性蜂鸟的喉咙上有颜色鲜艳的羽毛斑块。 颜色来自颜料、折射光的结构或两者的组合。 当雄性蜂鸟在潜在配偶附近盘旋时，它会改变这些羽毛的角度，以创造出明亮、多彩的展示。 然而，当它需要减弱颜色以减少显眼时，例如为了躲避捕食者，它会再次修改角度。

转换辐射能（光）

太阳是许多生命系统的最终能源。 太阳发射辐射能，由光和其他电磁辐射以光子流的形式携带。 当辐射能到达生命系统时，可能会发生两个事件。 辐射能可以转化为热能，或者生命系统可以将其转化为化学能。 后者的转换并不简单，而是一个多步骤的过程，从藻类、某些细菌和植物等生命系统捕获光子开始。 例如，马铃薯植物捕获光子，然后通过光合作用将光能转化为化学能，将化学能作为碳水化合物储存在地下。 碳水化合物反过来又为其他生命系统提供食物。

昆虫

昆虫纲（“昆虫”）：苍蝇、蚂蚁、甲虫、蟑螂、跳蚤、蜻蜓

昆虫是最丰富的节肢动物——占该门动物的 90%。 除深海外，地球上到处都有它们的踪影，科学家估计还有数百万种昆虫尚未被描述。 大多数生活在陆地上，但许多人在其生命周期的一部分中生活在淡水或咸水沼泽中。 昆虫具有三个不同的身体部分：头部（有专门的口器）、胸部（有关节腿）和腹部。 它们具有发达的神经和感觉系统，并且由于其轻质外骨骼和小尺寸，是唯一可以飞行的无脊椎动物。