Чем питается светлячок насекомое
Светлячок насекомое. Образ жизни и среда обитания светлячка
Кто наблюдал погожими летними вечерами при первых появлениях сумерек удивительное и необычное свечение в траве? Все вокруг принимает сказочный образ. Какое-то необычайно загадочное излучение исходит от этих светящихся точек.
Постоянно преследует предчувствие чего-то сказочно хорошего. Что это за чудо природы? Это нечто иное, как светлячки, о которых снято много детских мультфильмов и сказок.
Каждый человек знает об этом удивительном насекомом еще с раннего детства. Светлячок в саду интригует и завораживает, манит и привлекает своими необычными способностями.
На вопрос, почему мерцают светлячки до сих пор нет однозначного ответа. Чаще всего научные сотрудники склоняются к одной версии. Якобы такой сказочный и необычный свет излучает самка светлячка насекомого, которая таким образом пытается обратить на себя внимание противоположного пола.
Такая связь любви между полами светлячков и таинственное их свечение были замечены еще в далекие времена, почему предки издавна связывают особенное их свечение и праздник Ивана Купала.
А ведь действительно именно в первых числах июля это насекомое наблюдается чаще всего. Раньше светлячков называли ивановыми червячками. Относятся они к отряду жуков лампиридов. Не везде можно наблюдать такую красоту.
Но те люди, которые увидели ее хоть раз в своей жизни с восторгом говорят, что это незабываемое и впечатляющее зрелище. Фото светлячков не настолько шикарно передает всю их прелесть, но на него тоже можно долго смотреть с замиранием сердца. Это не только красиво, но и романтично, впечатляюще, завораживающе, маняще.
Особенности и среда обитания
В настоящие дни в природе насчитывается около 2000 видов светлячков. Их невзрачный внешний вид в дневное время никак не ассоциируется с той красотой, которая излучается от светлячков ночью.
Размеры насекомого небольшие, они колеблются от 2 мм до 2.5 см. На их небольшой головке видны крупных размеров глаза. Тело светлячка узкое и продолговатое. Их небольшие, но хорошо заметные усики и такая форма тела часто заставляют многих людей сравнивать светлячков с тараканами.
Но это только небольшое внешнее сходство. Кроме этого абсолютно ничего общего у насекомых нет. У разных видов по-разному развиты отличительные черты между самцами и самками. Есть такие, которые практически ничем не отличаются.
А есть светлячки с особо хорошо выраженным диморфизмом. В таких случаях самцы имеют настоящий облик светлячков, а самки больше напоминают их собственные личинки.
Есть крылатые светлячки, которые прекрасно умеют летать, а есть и червеобразные самки, которые предпочитают поменьше двигаться. В окрасе светлячков насекомых преобладает черный, серый, коричневый оттенки.
Основной особенностью светлячков является их светящийся орган. Почти у всех их видов расположение этих светящихся «приборов» наблюдается в конце брюшка. Есть и такие светлячки, у которых «фонарики» светятся вдоль их тела.
У всех этих органов принцип маяка. С помощью групп клеток-фитоцидов, которые находятся в тесном соседстве с трохеями и нервными клетками освещение поступает к основной «лампе» на насекомом.
У каждой такой клетки есть свое вещество, являющееся топливом с названием люциферин. Вся эта сложная система светлячка работает при помощи дыхания насекомого. При его вдохе происходит перемещение воздуха по трахеям в орган свечения.
Там происходит окисление люциферина, что высвобождает энергию и дает свет. Фитоциды насекомого устроены настолько продуманно и тонко, что в них даже не расходуется энергия. Хотя об этом им не стоит беспокоиться потому, что работает данная система с завидной трудоемкостью и отдачей.
ККД этих насекомых приравнивается к 98%. Это значит, что только 2% может израсходоваться в напрасных целях. Для сравнения технические изобретения людей имеют ККД от 60 до 90%.
Победители над тьмой. Это не самое последнее их и важное достижение. Они без особого труда умеют управлять своими «фонариками». Только некоторым из них не дано умение регулировать подачу света.
Все остальные же умеют изменять степень свечения, то разжигая, то гася свои «лампочки». Это не просто для насекомых игра бликов. С помощью таких действий они отличают своих от чужих. Особенно совершенны в этом плане светлячки, живущие в Малайзии.
У них зажигание и притупление свечения происходит синхронно. В ночных джунглях такая синхронность вводит в заблуждение. Кажется, что кто-то повесил праздничную гирлянду.
Нужно отметить, что такая удивительная способность светить в ночи присуща не всем светлячкам. Есть среди них и такие, которые предпочитают вести дневной образ жизни. Они не светятся вовсе, или их слабое свечение замечается в густых лесных дебрях и пещерах.
Широкое распространение светлячков наблюдается в северном полушарии планеты. Территория Северной Америки и Евразии их любимая среда обитания. Им комфортно в лиственных лесах, на лугах и болотах.
Характер и образ жизни
Это не совсем коллективное насекомое все же чаще всего собирается в массовые скопления. В дневное время наблюдается их пассивное сидение на травке. Приход сумерек вдохновляет светлячков на движение и полеты.
Летают они плавно, размеренно и быстро одновременно. Нельзя назвать личинок светлячков оседлыми. Они предпочитают вести бродячий образ жизни. Им комфортно не только на земле, но и в воде.
Светлячки любят тепло. В зимнее время года насекомые прячутся под корой дерева. А с приходом весны и после хорошего питания они окукливаются. Интересно то, что некоторые самки кроме всех вышеперечисленных достоинств обладают еще и хитростью.
Они знают, каким светом может светиться какой-нибудь определенный вид. Начинают светиться также. Естественно самец того вида замечает знакомое свечение и приближается для спаривания.
Но заметившему подвох самцу-чужаку не дают уже возможности скрыться. Самка пожирает его, получая при этом достаточное количество полезных веществ для своей жизни и для развития личинок. До сих пор светлячки не полностью изучены. Впереди еще много научных открытий по этому поводу.
Питание
Этих насекомых можно смело отнести к хищникам. Питаются светлячки самой разнообразной животной пищей. Любят они муравьев, паучков, личинок своих собратьев, улиток и подгнившие растения.
Не все светлячки хищники. Есть среди них и такие виды, которые предпочитают пыльцу и нектар растений. Виды светлячков в фазе имаго, к примеру, и вовсе ничего не едят, у них вообще отсутствует рот. Те светлячки, которые обманным путем завлекают к себе представителей других видов и тут же поедают их выбрали самый сложный способ добычи еды.
Размножение и продолжительность жизни
Мерцание светлячков – это одно из основных их достижений. Они не только заманивают таким образом потенциальную еду, но и привлекают противоположный пол. Больше всего это наблюдается в начале летнего периода. Светлячки зажигают свои искорки любви и ищут среди огромного множества насекомых своего партнера.
Спаривание не заставляет себя долго ждать. После него у самки появляется задача отложить в землю яйца. Из яиц через некоторое время появляются личинки. Они больше напоминают червей и очень прожорливы. Способность свечения присуща буквально личинкам всех видов. И все они по сути своей являются хищниками.
Во время своего созревания личинка предпочитает прятаться среди камней, в почве и между корой. На развитие личинок уходит немало времени. Одним нужно перезимовать, другие же виды находятся в стадии личинки в течение нескольких лет.
Затем личинка преобразуется в куколку, которая через 1-2.5 недели становится настоящим светлячком. Светлячок в лесу живет недолго. Средняя продолжительность жизни этих насекомых около 90 – 120 дней.
Светлячок насекомое. Образ жизни и среда обитания светлячка
Светлячок – это насекомое, которое относится к отряду жесткокрылые (или жуки), подотряду разноядные жуки, 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.
Автор фото: Katja Schulz, CC BY 2.0
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:
Светляк Ellychnia corrusca. Автор фото: Judy Gallagher, CC BY 2.0
Светляк Photinus pyralis. Автор фото: Katja Schulz, CC BY 2.0
Автор фото слева: Graham Wise, CC BY 2.0. Автор фото в центре и справа: Judy Gallagher, CC BY 2.0
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.
Самка обыкновенного светляка. Автор фото: Udo Schmidt, CC BY-SA 2.0
Светляк Lamprophorus cf. Tenebrosus. Автор фото: Shyamal, CC BY 3.0
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.
Автор фото: Nevit Dilmen, CC BY-SA 3.0
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.
Фотогенные клетки. Автор фото: National Park Service, Public Domain
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:
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.
Светляк Lamprohiza splendidula. Автор фото: Kryp, CC0
Научное объяснение желто-зеленых маячков
Способность к биолюминесценции, к выработке света, у данных насекомых обусловлена в первую очередь наличием специальных органов свечения, фотоцитов.
На кончике брюшка под прозрачной частью панциря у светляков находится несколько сегментов, в которых под воздействием люциферазы происходит смешение люциферина и кислорода. Процесс окисления или расщепления люциферина и становится главной причиной, почему жуки выделяют свет.
Большинство представителей семейства способны регулировать яркость накаливания или производить краткосрочные, прерывистые вспышки. А некоторые светляки светятся синхронно. Ответом на вопрос, почему жучки не светятся все время, станет достаточно распространенное в научном мире мнение: светлячки могут контролировать доступ кислорода к органу свечения.
Типы световых сигналов светляков
Все световые сигналы светляков В. Ф. Бак разделил на 4 типа:
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.
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.
Этот тип свечения, при котором периоды излучения и отсутствия света повторяются через определённые промежутки времени, характерен для тропических родов Luciola и Pteroptix.
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:
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.
Автор фото: David Evans, CC BY 2.0
Коммуникативные системы светлячков
У лампирид выделяют 2 типа коммуникативных систем.
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).
Автор фото: Kristian Pikner, CC BY-SA 4.0
Синхронное вспыхивание светлячков
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.
Автор фото: Mike Lewinski, CC BY 2.0
Где обитают светлячки?
Светляки — это довольно распространённые, теплолюбивые насекомые, которые обитают во всех частях света:
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.
Автор фото: ForestWander, CC BY-SA 3.0 us
Особенности поведения
Светляки – теплолюбивые насекомые, поэтому большинство видов обитает в тропическом и субтропическом поясах. В умеренном поясе водятся 20 видов, 15 из которых встречаются на территории России. Все взрослые светляки ведут ночной наземный образ жизни. Личинки же могут жить как в водоемах, так и на суше.
Этих насекомых можно встретить на лугах, возле болот, а также в дебрях лиственных лесов. Светлячки хоть и не являются социальными насекомыми, однако часто образуют большие скопления. В дневное время жуки малоподвижны, они все время сидят на траве, дожидаясь заката. В ночное время насекомые просыпаются и начинают быстро летать.
Питание различных видов светляков сильно отличается. В зависимости от рациона насекомые разделяются на основные группы:
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 улиток и слизней. Все личинки светляков — активные хищники. В основном, они едят моллюсков и часто селятся в их твёрдых раковинах.
Автор фото: Heinz Albers, www.heinzalbers.org, CC BY 2.5
Толика романтики или пора на свидание
Изучая светлячков, энтомологи пришли к выводу, что основной причиной, почему жучки мерцают в темноте, является их желание привлечь потенциального партнера. Каждый вид имеет свои собственные отличительные сигналы, демонстрирует различные световые узоры. Так, светлячки самки, сидя на листике, посылают определенные сигналы светлячкам самцам, которые парят в воздухе и ищут свою «спутницу».
Увидев знакомый свет, они направляются прямиком к нему. Оказавшись рядом, светлячки спариваются, а самка немедленно откладывает в землю оплодотворенные яйца, из которых в дальнейшем вылупятся личинки, плоские по форме и коричневые по цвету. Некоторые личинки светятся до самого момента превращения в жуков.
Небольшие хитрости женской половины
Привлечение потенциального партнера – далеко не единственная причина, почему светляки используют свой дар к биолюминесценции. Некоторые виды мерцающих жуков могут вырабатывать свет для кардинально противоположных целей.
Например, светлячки, относящиеся к виду Photuris способны в точности копировать сигналы светляков другого вида. Таким образом, самки обманывают доверчивых чужаков-самцов.
Когда те подлетают в надежде спариться, самки Photuris пожирают их и получают достаточное количество питательных веществ для себя и готовых вылупиться из земли личинок своего вида.
Размножение светлячков
Как и все жесткокрылые, светляки развиваются с полным превращением. Жизненный цикл этих насекомых состоит из 4 стадий:
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.
Личинка. Автор фото: Katja Schulz, CC BY 2.0
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 гусеницы. Через 1-2 недели из куколок выползают жуки.
Куколка светляка Lucidota atra. Автор фото: Diane P. Brooks, All rights reserved
Общий жизненный цикл светляков длится 1-2 года.
Питание
Живут светлячки в траве, в кустах, во мху или под опавшими листьями. А по ночам выходят на охоту. Светлячки питаются
Взрослые особи светлячков не питаются, а существуют только для продолжения рода, погибая после спаривания и процесса откладывания яиц. К сожалению, брачные игры этих насекомых иногда доходят до каннибализма.
Кто бы мог подумать, что женские особи этих впечатляющих насекомых, являющихся украшением божественной летней ночи, нередко обладают безумно коварным характером.
Самки вида Photuris, подавая обманные сигналы самцам другого вида, лишь приманивают, как будто для оплодотворения, а вместо желанного соития, пожирают их. Подобное поведение называется учёными агрессивной мимикрией.
Но светлячки бывают и очень полезны, особенно для человека, поедая и устраняя опасных вредителей в опавших листьях деревьев и на огородах. Светлячки в саду
— это хорошая примета для садовода.
Виды светлячков, фото и названия.
Всего энтомологи насчитывают около 2000 видов светлячков. Поговорим о самых известных из них.
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.
Самец. Автор фото: Miroslav Fiala
Самка. Автор фото: Morten DD Hansen, Public Domain
Автор фото: harum.koh, CC BY-NC-SA 4.0
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.
Автор фото: Katja Schulz, CC BY 2.0
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.
Автор фото: Gould363, CC BY-SA 4.0
Автор фото: Dysmorodrepanis, CC BY-SA 2.0
Личиночная стадия этого насекомого продолжается 2 года. Найти личинку можно в траве, под камнями или в лесной подстилке. Взрослые самцы летают и светятся.
Обитают жуки светляки пихты в лесах Северной Америки.
Автор фото: Judy Gallagher, CC BY 2.0
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.
Автор фото: Kryp, CC0
Свечение
Каждое светящееся насекомое имеет специальные органы – латерны, которые генерируют свет. В зависимости от вида количество, форма и размещение этих органов могут различаться. Латерны представляют собой совокупность нервных окончаний, трахей и фотогенных клеток. Под ними расположены клетки-отражатели, наполненные кристаллами мочевой кислоты.
Химические реакции в основе свечения
Для генерации света в фотогенных клетках должны присутствовать четыре вещества:
Свет выделяется во время окисления кислородом вещества люциферин. Люцифераза только ускоряет этот процесс. Реакция проходит следующие стадии
Биолюминесценция — одно из самых красивых природных явлений. Обычно животные, способные излучать свет, встречаются в морских глубинах, а среди обитателей суши такими способностями могут похвастаться лишь светляки, или, как их в народе ласково называют, светлячки. Насекомые эти относятся к отряду Жесткокрылых, то есть являются жуками. Своеобразие их настолько велико, что светляков выделяют в особое семейство, в котором насчитывается 2000 видов.
Лес в Японии, населенный тысячами светляков.
Внешне все они выглядят скромно: из-за узкого вытянутого тела с округлой головой и короткими усиками многие светляки напоминают маленьких тараканов. В длину эти насекомые не превышают 1-2,5 см. У тех видов, у которых разница между полами невелика, так выглядят и самцы, и самки. А вот у тех видов, у которых половой диморфизм сильно выражен, такой облик имеют лишь представители мужского пола. Зато самки этих светляков невероятно схожи с собственными личинками. Анатомические особенности предопределяют способность к полету: обладают ею только «тараканоподобные» крылатые светляки, а червеобразные самки ведут малоподвижный сидячий образ жизни. Окрашены эти насекомые в коричневые, серые, черные тона, но конечно же, не это запоминается во внешности светлячков.
Огненный фотинус, или обыкновенный восточный светляк (Photinus pyralis).
Главными во всех смыслах слова у них являются светящиеся органы. У большинства светляков они располагаются в задней части брюшка, напоминая большой фонарик. У некоторых видов светящиеся органы попарно размещаются на каждом сегменте тела, образуя по бокам цепочки. Органы эти устроены по принципу маяка. В них есть своего рода «лампа» — группа клеток-фотоцитов, оплетенная трахеями и нервами. Каждая такая клетка наполнена «топливом», в роли которого выступает вещество люциферин. Когда светлячок дышит, воздух по трахеям поступает в светящийся орган, где под воздействием кислорода люциферин окисляется. В процессе химической реакции высвобождается энергия в виде света. Настоящий маяк всегда излучает свет в нужном направлении — в сторону моря. Светляки в этом плане тоже не отстают. Фотоциты у них окружены клетками, наполненными кристаллами мочевой кислоты. Они выполняют функцию рефлектора (зеркала-отражателя) и позволяют не расходовать ценную энергию напрасно. Впрочем, об экономии эти насекомые могли бы и не заботиться, ведь производительности их светящихся органов может позавидовать любой техник. Коэффициент полезного действия у светляков достигает фантастических 98%! Это значит, что только 2% энергии расходуется напрасно, а в творениях рук человеческих (автомобилях, электроприборах) впустую тратится от 60 до 96% энергии.
У каждого вида свет имеет свой оттенок: ярко-зеленый, желтый, реже голубоватый или красноватый.
Следует отметить, что способность к свечению наблюдается не у всех светляков. Она в обязательном порядке присуща ночным видам, но в мире есть и дневные светляки. Как правило, они не светятся вовсе, а если и светятся то только те виды, которые обитают под густым пологом леса или в пещерах.
Светляки особенно широко распространены в северном полушарии. Здесь их можно встретить на просторах Северной Америки и Евразии — от Западной Европы до Японии. Населяют они лиственные леса, луга и болота. Хотя их нельзя назвать коллективными насекомыми, светляки часто образуют большие скопления. Днем эти жуки пассивно сидят на травинках, а с приходом сумерек начинают активно летать. Полет у них умеренно быстрый, плавный.
Фото с длительной выдержкой, сделанное в лесах Северной Каролины (США), показывает траекторию полета светлячков.
Червеобразная самка светляка фенгодеса (Phengodes sp.) напала на североамериканскую многоножку (Narceus americanus), во много раз превосходящую ее размером.
Но наиболее сложный способ охоты избрали светляки фотурисы, которые питаются исключительно своими собратьями — нехищными светляками фотинусами. Жертв они приманивают в совершенстве подражая их призывным световым сигналам.
Самка фотуриса поедает светляка.
Вообще, функция привлечения особей противоположного пола для светящихся органов является главной. У обыкновенных светляков брачный лет наблюдается в начале лета, недаром их в старину называли «ивановыми червяками», подразумевая, что появляются они в день Ивана Купала. После спаривания самка откладывает в почву яйца, из которых выходят прожорливые червеобразные личинки. В отличие от взрослых особей личинки у всех видов светляков способны светиться и все без исключения являются хищниками. Прячутся они под камнями, в щелях коры и почвы. Развиваются медленно: у видов средней полосы личинки зимуют, а у некоторых субтропических видов растут на протяжении нескольких лет. Стадия куколки длится от 1 до 2,5 недель.
Казалось бы, свечение должно сильно демаскировать этих насекомых, выдавая в темноте их местоположение, но на самом деле врагов у них немного. Объясняется это просто: светляки выделяют неприятные на вкус или ядовитые вещества из группы люцибуфагинов. Эти соединения по своим свойствам близки к токсинам ядовитых жаб, из-за чего птицы и насекомоядные звери избегают ловить этих жуков.
Хотя светлячки не имеют практического значения, люди всегда относились к ним положительно. Вероятно, именно их свечение послужило прообразом для сказок о волшебных феях, летающих ночью с огоньками.
Сказочная иллюминация обыкновенных светляков (Lampyris noctiluca).
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.
Польза и вред светляков
Светлячки – это полезные насекомые. Они уничтожают промежуточных хозяев паразитических плоских червей – моллюсков и слизней. Как сказочные эльфы, они красиво освещают ту местность, где обитают. Учёные используют их для выделения веществ, способных определить наличие жизни на других планетах и для создания новых организмов.
Врагов у светляков очень мало, так как насекомые выделяют ядовитые или неприятные на вкус вещества, относящиеся к группе люцибуфагинов и отпугивающие хищников.
Светляк Ellychnia corrusca. Автор фото: Katja Schulz, CC BY 2.0
Интересные факты о светляках
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:
Нестандартное использование природных фонариков
Глядя на яркое мерцание светлячков, еще с давних времен люди задумывались, почему бы не использовать их в полезных целях. Индейцы крепили их к мокасинам для подсвечивания троп и отпугивания змей. Первые переселенцы в Южную Америку применяли этих жучков в качестве освещения для своих хижин. В некоторых поселениях эта традиция сохранилась и до сегодняшнего дня.
В современном мире вопрос, почему и каким образом светлячки обрели способность к биолюминесценции, как можно использовать их дар в научных целях, будоражит ум не одного энтомолога. Ученым в ходе длительных проб и ошибок даже удалось найти ген, который заставляет клетки этих насекомых производить люциферазу.
Когда этот ген был выделен, его пересадили в табачный лист и засеяли семенами целую плантацию. Взошедший урожай светился при наступлении темноты. Эксперименты со светлячками еще не окончены: впереди нас ждет масса новых и интересных открытий.