萤火虫为什么会发光

萤火虫的发光是生物发光的一种。萤火虫的发光原理是：萤火虫有专门的发光细胞，在发光细胞中有两类化学物质，一类被称作萤光素（在萤火虫中的称为萤火虫萤光素），另一类被称为荧光素酶。荧光素能在荧光素酶的催化下消耗ATP，并与氧气发生反应，反应中产生激发态的氧化荧光素，当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子。

反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放，只有极少部分以热的形式释放，反应效率为95%，甲虫也因此而不会过热灼伤。人类到目前为止还没办法制造出如此高效的光源。

在虫的腹部下部有着很多白色斑块。其实是它的甲壳中对光透明的部分。在内部有一块白色的膜，可以反射光。所以在日间这个部位呈现白色。

发光的生物学意义：成虫利用物种特有的闪光信号来定位并吸引异性，借此完成求偶交配及繁殖的使命，少数萤火虫成虫利用闪光信号进行捕食，还有一种作用是作为警戒信号，即当萤火虫受到刺激时会发出亮光。

闪光信号组成

光作为信息的载体，其中包含的信息量随光载体的修饰程度而变化闪光信号所包含的信息、闪光信号的传递、接收都是影响萤火虫两性交流的因素。闪光信号的频率、光谱、强度及这些参数在时间和空间上的分布都可看成信号的编码。单一闪光信号包含以下参数：光谱组成、发光器的形状、闪光信号模式和光的运动。

一、发光器

发光器的形状及大小通常是萤火虫种间辨认的基础，不同萤火虫发光器的形态差异非常大。雄萤发光器一般2节，雌萤发光器1-3节，差异较大，如水栖萤火虫雄萤发光器2节，第1节发光器位于第5腹节，呈带状，第2节发光器位于第6腹节，呈节“V”字形，雌萤仅有1节发光器，带状，位于第5腹节。

二、光谱组成

萤火虫发出光的颜色是由其体内荧光素的结构及荧光素与荧光素酶相互作用的方式所决定的，萤光光谱具有种特异性，不同种类萤火虫的光谱不同。大多数萤火虫发出黄绿色萤光，夜晚中黄绿光所包含的信息容易被同种萤火虫所接收。在信号传递中，黄绿光能尽量减少损耗从而提高信号接收的效率即信噪比。

三、光的运动

至今还未发现光的运动参与信息的编码，但在非生物发光的动物中，无论脊椎动物还是无脊椎动物，姿势是在行为接触中最为重要和最为直接的视觉信号。萤火虫雄萤通常在空中飞行，发出种特异性闪光进行求偶，其发光轨迹具有种特异性。雌萤并非根据雄萤的单个闪光脉冲进行种及性别的辨认，而是辨认雄萤飞行时发出的闪光信号序列及闪光轨迹。

四、闪光信号模式

萤火虫的闪光模式包含了许多子参数，如雄萤特异性闪光模式、雄萤特异性闪光间隔、雌萤回应时间和雌萤闪光时间不同萤火虫的闪光信号差异非常大，同种萤火虫不同行为具有不同的闪光信号，研究发现只有在雄萤闪光2s时发出一个模拟的回应闪光，才能引诱到雌萤。雌萤只对间隔为0.13-0.16的闪光做出回应，而对间隔为0.20-0.34的闪光并不回应。