Jak svítí světlušky a jaké signály vysílají

Světlo světlušky je součástí jeho strategie páření. Obrázek přes japonský Fireworks / Shutterstock.com.

Clyde Sorenson, Severní Karolína státní univerzita

Možná si nebudete jisti, že jste viděli, co si myslíte, že jste viděli, když se objeví první. Ale díváte se směrem blikání světla a je to znovu - první světluška večera. Pokud jste v dobrém prostředí světlušků, brzy zde létají desítky nebo dokonce stovky hmyzů, které blikají svými záhadnými signály.

Světlušky - alternativně známé jako blesky ve většině Spojených států - nejsou ani mouchy, ani chyby. Jsou to měkkokřídlí brouci, příbuzní klikáčkům a dalším. Nejdramatičtějším aspektem jejich biologie je to, že mohou produkovat světlo; tato schopnost v živém organismu, zvaná bioluminiscence, je relativně vzácná.

Jsem entomolog, který zkoumá a učí ekologii a biologii hmyzu. Nedávno jsem se pokoušel porozumět rozmanitosti a ekologii světlušek v mém domovském státě Severní Karolína. Světlušky se nacházejí široce po celé Severní Americe, včetně mnoha míst na západě, ale jsou nejhojnější a nejrozmanitější ve východní polovině kontinentu, od Floridy po jižní Kanadu.

Chemická reakce v břiše brouka dává bioluminiscenci. Obrázek přes Cathy Keifer / Shutterstock.com.

Bioluminiscenční brouci

Světlušky produkují světlo ve zvláštních orgánech v jejich břiše kombinováním chemické látky zvané luciferin, enzymů zvaných luciferázy, kyslíku a paliva pro buněčnou práci, ATP. Entomologové si myslí, že ovládají své blikání tím, že regulují, kolik kyslíku jde do jejich orgánů produkujících světlo.

Světlušky pravděpodobně původně vyvinuly schopnost rozsvítit se jako způsob, jak odvrátit predátory, ale nyní tuto schopnost většinou používají k nalezení kamarádů. Je zajímavé, že ne všechny světlušky produkují světlo; existuje několik druhů, které létají den a zjevně se spoléhají na pachy feromonů, aby se našli.

Každý druh světlušky má svůj vlastní signalizační systém. Ve většině severoamerických druhů samci létají kolem sebe ve správné výšce, ve správném prostředí a ve správnou noční dobu pro svůj druh a vysílají signál jedinečný pro svůj druh. Samice sedí na zemi nebo ve vegetaci a sledují muže. Když žena uvidí, jak někdo vydává signál svého druhu - a dělá to dobře - bliká zpět svým vlastním bleskem. Pak oba muži recipročně signalizují, jak k ní muž letí. Pokud bude vše v pořádku, spojí se.

Dobrým příkladem je Photinus pyralis, běžný dvorek, který se často nazývá Velký naběračka. Muž letí za soumraku asi tři stopy (0, 9 m) od země. Každých pět vteřin, když letí ve tvaru písmene makesJ, jednou za sekundu vydá záblesk. Samice Photinus pyralis sedí v nízké vegetaci. Pokud uvidí někoho, koho má ráda, čeká dvě sekundy, než na třetí vteřinu vyrazí půlsekundový záblesk.

Některé druhy mohou „vyvolat“ mnoho hodin v noci, zatímco jiné blikají pouze za 20 minut přímo za soumraku. Světelná komunikace Firefly může být mnohem složitější; některé druhy mají více signalizačních systémů a některé mohou používat své světelné orgány pro jiné účely.

Některé světlušky Tennessee nasadily synchronizovanou show.

Zatímco většina mužských světlušek dělá své vlastní věci a záblesky nezávisle na jiných samcích stejného druhu, existují i ​​ty, které synchronizují své záblesky, když je v okolí mnoho dalších. V Severní Americe jsou dva nejslavnější druhy, které to dělají, Photinus carolinus z Appalačských hor, včetně Národního parku Velké kouřové hory, a Photuris frontalis, které osvětlují místa jako Národní park Congaree v Jižní Karolíně.

U obou těchto druhů si vědci myslí, že se muži synchronizují, takže každý má šanci hledat ženy a ženy signalizovat muže. Tyto displeje jsou velkolepé a kvůli rozdrcení lidí, kteří je chtějí vidět na nejznámějších místech, bylo nutné provést loterii, aby bylo možné je zobrazit. Oba druhy se však vyskytují v širokých geografických rozsazích a je možné je vidět na jiných, méně přetížených místech.

Stinky chemické obrany

Mnoho světlušek se chrání před dravci chemikáliemi zvanými lucibufaginy. To jsou molekuly, které hmyz syntetizuje z jiných chemikálií, které jedí ve své stravě. Lucibufaginy jsou chemicky velmi podobné toxinům, které ropuchy vyzařují na kůži, a přestože jsou toxické ve správných dávkách, jsou také extrémně odporné.

Ptáci a další predátoři se rychle naučí vyhýbat se světluškům. Sledoval jsem, jak ropucha na zadním verandu sněží světlušku a okamžitě ji vyplivne; hmyz odešel, hnusný, ale zjevně nezraněný. Můj kolega jednou vložil do úst světlušku a jeho ústa byla na hodinu necitlivá!

Páření Photinus pyralis . Obrázek přes Clyde Sorenson

Mnoho jiných hmyzů vizuálně napodobuje světlušky, aby bylo možné těžit z výhod, které vypadají jako něco nepříjemného k jídlu a jedovaté. Zdá se, že světlušky produkují i ​​jiné obranné chemikálie, z nichž některé mohou přispět k jejich výrazné vůni.

Mnoho světlušek Photuris nemůže tyto defenzivní chemikálie vyrábět. Takže ženy těchto velkých dlouhosrstých brouků dělají něco překvapivého: Jakmile se páří, začnou napodobovat záblesky ženského Photinus a potom jedí muže, kteří reagují. Tyto femme fatales pokračují v používání lucibufaginů, které získají z požití své těžce zklamané kořisti, aby se chránily samy a jejich vejce před dravci. Rychle přenesou chemikálie do krve a spontánně krvácí, pokud je dravec chytne.

Jakmile světlušky ztratí kapsu stanoviště, je nepravděpodobné, že se vrátí. Obrázek přes Fer Gregory / Shutterstock.com

Žádné místo jako domov

Většina světlušek jsou specialisté na stanoviště využívající lesy, louky a močály. Spoléhají se na to, že toto stanoviště zůstane nerušeně po celý rok nebo déle, což jim trvá až do dokončení jejich životních cyklů. Tento hmyz tráví většinu svého života jako larvy, které se živí žížaly a jinými zvířaty v půdě nebo listovém podestýlku - většina dospělých se vůbec živí. Pokud je toto stanoviště narušeno během jejich mládí, populace může být uhasena.

K této zranitelnosti přispívá skutečnost, že samice mnoha druhů - jako slavné modré duchové jižních Appalachiánů a jinde - jsou bezkřídlé a nemohou se dále rozptylovat, než mohou chodit. Pokud je populace modrých duchů zničena těžbou dřeva nebo jiným narušením, nedojde k opětovnému založení. Zničení stanoviště je proto jednou z největších hrozeb pro světlušky. Mezi další rizika patří znečištění umělým světlem a možná aplikace insekticidů pro kontrolu komárů.

O světlušcích je ještě mnoho co učit. Entomologové jako já identifikovali asi 170 druhů v Severní Americe, ale je zřejmé, že se zde vyskytuje mnohem více druhů. Dávejte pozor na světlušky ve vašem sousedství; pozorovat jejich zábleskové vzorce a chování. Možná objevíte jeden z těch nových druhů.

Clyde Sorenson, profesor entomologie, Severní Karolína státní univerzita

Tento článek je znovu publikován z konverzace na základě licence Creative Commons. Přečtěte si původní článek.

Sečteno a podtrženo: Proč se světlušky, nebo blesky, rozsvítí a jaké signály vysílají.