ホタルという昆虫: 何を食べて、どこに住んでいて、なぜ光るのですか? ホタルの見た目となぜ光るのか: 興味深い事実 ホタルのどの部分が光を発するのか。

ホタルという昆虫: 何を食べて、どこに住んでいて、なぜ光るのですか? ホタルの見た目となぜ光るのか: 興味深い事実 ホタルのどの部分が光を発するのか。

「彼は、ちらちらと点滅する瓶を厳粛にナイトテーブルに置き、鉛筆を手に取り、熱心にノートに何かを書き始めました。
ホタルが燃えては消え、また燃えてまた消え、少年の目の中で3ダースの緑色の光が点滅して消え、そして彼はすべてを書きました - 10分、20分かけて走り書きし、一行ずつ修正し、書き留めて書き直しました彼がとても貪欲に情報を集めたので、私は夏の間中急いで貯めました。
トムは横たわり、うっとりして、瓶の中で震え、燃え上がり、凍る小さな生きた火から目を離さず、ついには肘にもたれながら眠りに落ち、ダグラスは書き続けた...」

ホタルへの私の興味は突然生じ、最近レイ・ブレドブリーの素晴らしい本「タンポポのワイン」を読んだ後、この一節がきっかけでした。
ホタルが瓶の中で本当に光るのかどうか興味がありました。
さよなら? そして、なぜそれらは光るのでしょうか?
これについてさまざまなサイトでさまざまな情報を読んだ後、私の意見として最も興味深い情報をすべて自分の投稿に集めたので、それを共有します。

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夏、夕方、暗くなると、野原でホタルが小さな稲妻のように点滅します。 子供の頃、誰もがこれらのユニークな昆虫を瓶に集め、その光り方に憧れました。 そしてもちろん、なぜ光るのかと疑問に思いました。

合計で約 2000 種のホタルが知られており、それぞれが燐光を発する能力を持っています。 ほとんどの場合、これらの甲虫の発光器官である発光器は腹部の端にあります。

フォトフォアは3つの層で構成されています。 最下層のミラーは光を反射することができます。 上部は半透明のキューティクルです。 中間層には、光を生成する光生成細胞が含まれています。 ご覧のとおり、フォトフォアのデザインは通常の懐中電灯に似ています。


このタイプの発光は生物発光と呼ばれ、酵素ルシフェラーゼの存在下で細胞内​​酸素とカルシウム、アデノシン三リン酸(ATP)分子、色素ルシフェリンが結合した結果として発生します。

ホタルの放つ光は冷たい。 いつもと違って 電灯エネルギーの大部分が無駄な熱に変わり、効率が 5% ~ 10% であるのに対し、ホタルは消費されたエネルギーの 87% ~ 98% を光放射に変換します。

これらの昆虫の発光は、500 ~ 600 nm の波長に相当する、スペクトルの可視黄緑色部分に属します。
ホタルの多くの種は、光の強度を増減したり、断続的な光を自由に発することができます。 カブトムシの神経系が光を「オン」にする信号を出すと、酸素が発光胞に集中的に流れ込み始め、「オフ」にするためには供給を止めるだけで十分です。

昆虫には肺がなく、酸素は特別な管である気管を通じて伝達されます。 酸素の供給はミトコンドリアで行われます。 素早い選択のために 必要な数量ホタルの体は酸素を必要とする一酸化窒素を生成し、ミトコンドリアに入り酸素をミトコンドリアから追い出します。

生物発光はホタルの性間コミュニケーションの手段です。 昆虫は自分の位置を知らせるだけでなく、特別な点滅周波数によってパートナーを区別します。 熱帯および北米産のホタルは、パートナーのために合唱セレナーデを演奏し、群れ全体として同時に点滅することがあります。 女性の群れも同じ軽快な音楽で彼らに応えます。

もちろん、なぜ自然がホタルにそのような能力を与えたのかは興味深いです。 興味深い機能。 結局のところ、光は食べ物を探すのに役立ちませんし、犬を怖がらせたり、 大きな猫。 ほとんどの科学者は、この独特の方法でカブトムシが交尾のために異性の個体を引き寄せると仮定する傾向があります。 なぜなら 他の種類ホタルは異なる光り方をし、異なる間隔で点滅するため、種内での交尾を確実に行うことができます。

いくつかの 外来種ホタルは同期して発光することができます。 たとえば、タイでは次のような写真を見ることができます。ホタルが 1 本の木に集まっています。 大量の。 まず、それぞれの昆虫は、独自の特定のリズムで光のフラッシュを発します。 しかししばらくすると、数匹のカブトムシが同期して点滅し始め、残りのカブトムシもそのリズムに加わります。 結果のツリーは次のようになります クリスマスツリー、まるで花輪で飾られているかのように、毎秒点滅します。

科学者たちは、発光の原因となる遺伝子を単離することにも成功した。 それは植物への輸送に成功し、その結果、農園全体が夜に光りました。

多くの熱帯ホタルの種が発する光は非常に明るいです。 ブラジルに定住した最初のヨーロッパ人は、ろうそくのない時代にホタルで家を照らしました。 彼らはまた、アイコンの前のランプを埋めました。 ジャングルを夜に旅するインディアンは今も絆を保っている 親指大きなホタルの足に。 その光は道路を視認するのに役立つだけでなく、ヘビを撃退する可能性もあります。


昆虫学者のエブリン・チズマンは1932年に、風変わりな女性たちがいると書いた。 南アメリカ特に大きなホタルが生息する西インド諸島では、夕方の休日の前に、ホタルは髪やドレスをこれらの昆虫で飾り、身に着けている生きた宝石がダイヤモンドのように輝きました。

ハートフォードシャー大学の英国の遺伝学者は、 遺伝子工学クリスマスツリーの針が自ら光を発するようにします。 これを行うために、彼らはクラゲとホタルから採取した2つの遺伝子をトウヒの木に移植する予定です。 そのうちの 1 つは緑色蛍光タンパク質の生成を担当し、2 つ目は酵素ルシフェラーゼを生成します。

必要な遺伝子を運び、木のDNAに組み込む無害な細菌を若い芽に感染させることが計画されている。 次に、使用 化学物質肥料に含まれるルシフェリンが酵素を活性化し、その結果、光るタンパク質が「オン」になります。 その結果、修正された針は暗闇でも日光でも光ります。

このアイデアがどれほど素晴らしいように見えても、それを開発する際、科学者は以前の成功したアイデアに依存しました。 科学的作品。 以前は、暗闇で光るシルク、ジャガイモ、さらにはマウスや子豚も同様の方法で作られていました。

光るシルク


光るクラゲの遺伝子を持つ豚


プロジェクトの作者が考えている唯一の問題は、素晴らしいクリスマスツリーの価格です。 彼らの計算によると、そのような木の価格は約320ドルであり、誰もがそれを買う余裕があるわけではありません。 しかし、彼らはこれを信じています 珍しい製品いずれにせよ、需要はあるでしょう。

このアイデアには発展の可能性があります。 結局のところ、青色と赤色の蛍光タンパク質が自然界で発見されたのは、それほど前のことではありません。 将来的にはクリスマスや クリスマスツリー、マルチカラーの輝きを放ちます。

そしてこの写真、星空みたいですよね!

ワイトモ洞窟(ワイトモ洞窟) - 同じ名前の村と有名なカルスト洞窟。ニュージーランド北島、テ クイティの町の北西 12 キロメートルにあるワイカト地方南部の主要な観光スポットです。

ここはツチボタルの洞窟です。 ニュージーランド。 そこには驚くべき生き物、アラクノカンパ・ルミノーサが生息しています。 ニュージーランドでしか見られないホタルです。 その緑と青の輝きは、洞窟の屋根のように見えます。 星空凍るような夜に。

これは、科学者によると、主に空腹時に光るホタル、アラクノカンパ ルミノーサの幼虫がいる洞窟の天井の様子とまったく同じです。 さらに、飢餓が深刻であればあるほど、その輝きはより明るくなります。

夏には、日没後の夜に星のような小さな光が輝く素晴らしい光景を見ることができます。 そして、これは光っている珍しい昆虫、ホタルです。 キラキラと星のように見えるホタルブトムシについて詳しくお話しましょう。

カブトムシの生態の説明

虫はさまざまな色に光ります 赤から緑へ、光の明るさも人それぞれ異なります。 これは甲虫の甲虫で、多くの種類があります。 現場のみ ロシア連邦それらは約20個あります。 カブトムシは熱帯と亜熱帯の両方の気候に生息しています。

ホタルはオサムシの一種で、 主に夜に活動する。 少なくとも、昼間に彼を見ていると、これが同じであるとは想像できません カブトムシとても珍しいように見えるかもしれない 暗い時間日々。 昆虫の長さは0.5〜2センチメートルで、小さな頭と大きな目を持っています。 本体は上面がフラットになっています。 カブトムシの額には羽と 11 本のひげがあります。

昆虫の特別な特徴は、光る能力です。 この効果は、体の構造によりカブトムシに固有のものです。 カブトムシの腹部には尿酸の結晶があり、その上には酸素を運ぶ神経と気管を備えた光生成細胞があります。 ホタルは酸化することでゆらめき、発光します。。 一般にホタルは光ることで敵から身を守り、自分が食べられないことを敵に示します。 この昆虫はまた、その輝きで異性を惹きつけます。

ホタルブトムシの性格

私たちの地域で最も一般的な種はイワンのワームです。 森林に生息するホタルの一種で、夏の暖かい夜に見ることができます。

日中、昆虫は通常、草の茂みに隠れています。 メスは体色が茶色で、腹部に3本の縞模様があります。 彼らは飛ぶことができず、外見は体長18センチメートルまでの幼虫に似ています。 これらのバグ 驚くべき光景を作り出すまるで星が空から降ってきたかのような夜の輝き。

この比類のない光のショーは魅惑的です。 一部のホタルは他のホタルよりも明るく光り、このコントラストにより観察がさらに面白くなります。 それらは草や木の間を飛び、素早く飛び上がり、花火のように見えます。

オスの体は葉巻状で体長は1.5センチほど。 彼らは大きな頭と目を持っています。 彼らの友達とは異なり、彼らは優れた飛行家です。

人間の生活におけるホタルの利用については知られている事実があります。 古代の年代記によれば、ブラジルに移住した入植者は、 ホタルを照明として使用しました彼らの家で。 インディアンは狩猟中にカブトムシを足に固定し、このようにして道路を照らし、ヘビを追い払いました。カブトムシのこの機能は蛍光灯によく似ていますが、ランプとは異なり、ホタルは加熱されません。照らされた。

ホタルの餌

昆虫は夜に草や葉の中に住んでいて、自分で狩りをして食べ物を手に入れます。

食事は次のような小さな昆虫で構成されています。

  • アリ、
  • 蜘蛛、
  • 幼虫。
  • カブトムシは腐った植物も食べます。

興味深い事実は、 成虫のホタルは餌を食べません、子孫を残すためだけに存在します。 卵を産んだ後はただ死ぬだけです。 発情期には、ホタルは自分の種類のホタルを食べることがあります。 メスは交尾後すぐにオスを食べます。 メスのホタルであるフォトゥリスは、まるで交尾するかのようにオスを誘惑し、近づくとすぐに食べてしまいます。 これには「攻撃的模倣」という学名さえあります。

人間にとってのホタル 益虫 、庭や菜園の害虫を食べます。 したがって、庭師が庭でこの美しいカブトムシを見ると、通常はとても幸せになります。

最も 興味深い景色ホタルは日本に生息しており、田んぼに生息し、害虫を食べることで農家に貴重な恩恵をもたらし、収穫物の保存に役立ちます。

ホタルブトムシの繁殖、子孫、寿命

先ほども述べたように、ホタルは光で異性を引き寄せて交尾します。 オスのカブトムシは発情期に入ると、配偶者を探しに出かけます。このとき、彼女は光の陰で自分が選んだカブトムシに気づきます。 光が明るいほど、男性は人気が高くなりますそして女性から最も注目を集めています。

発情期には、ホタルの種類によっては、カブトムシのグループ全体が参加する本物の光のショーを上演します。 大都会の夜景よりも美しく見えます。

女性が男性に自分が彼を選んだという特定の信号を送ると、男性は彼女のところに降りてきて、光で輝きながらさらに数分間コミュニケーションを取り、その後受精プロセス自体が起こります。 交尾後、メスは卵を産み、孵化します。 カブトムシの幼虫。 ほとんどが黒か黄色です。 幼虫には陸生と水生がいます。

彼らは信じられないほどの食いしん坊で、幼虫です。 大量の 小さな無脊椎動物を食べる、貝類も同様です。 成虫のカブトムシと同じように光ることができます。 食事をしたあと 夏期、冬の間は木の中に隠れてそこで冬を過ごします。

春先に幼虫が目覚め、再び大量に餌を食べます。 これは約1か月以上続き、その後発生します 幼虫の蛹化過程、7〜18日間続きます。

その結果、成虫のカブトムシが現れ、他のカブトムシと同じように、暗い夏の夜に魅惑的な光で輝きます。 成虫の寿命は長くはなく、3~4か月程度です。

ホタルは夏の夜を特別なものにします。 彼らは通常、草の中に隠れ、そこから神秘的な緑色の光を照らし、異性の注目を集めることを望んでいます。 そして彼らはそれを見事にやってのけます。 まるで電気の花輪に包まれたかのように光る木を見たことがあるでしょうか? いつものように、ロマンスの裏には複雑な化学反応が潜んでいます。

ホタルの光り方

ホタルは、体内のユニークな器官である発光器によって光ります。 腹部の尾部に位置し、3 つの機能層からなる複雑な構造をしています。 わかりやすくするために、普通のポケット懐中電灯を想像してみましょう。最下層は鏡のようなもので、複雑な構造の結果として生成された光を反射するはずです。 化学反応中間層。 中間層の組織は、酸素を光に変換できる細胞である光細胞で構成されています。 上部の機能層は透明な光を透過するキューティクルで表されます。

ホタルの光を作り出すために大量に必要な酸素は、一酸化窒素に置き換わることによって細胞のミトコンドリアから追い出されます。 昆虫には肺がないため、呼吸を含め、生存に必要なすべてのプロセスが細胞内で行われます。 そして、神経系は「懐中電灯」の動作モードを制御します。

サンゴ礁、深海魚、軟体動物、クラゲなど、自然界には「光を運ぶ」生物がたくさんいます。 それらとホタルの両方において、色素ルシフェリンが輝きの原因となっており、アデノシン三リン酸分子であるATP(細胞エネルギーの普遍単位)の助けによりルシフェラーゼ内で活性化され、酸化されると魔法のような輝きを生み出します。 これは二酸化炭素分子の分離中に起こり、ルシフェリン分子が励起状態から抜け出して光エネルギーを放出し、それによってホタルが暗闇で光り始めます。

ホタルの神秘的で冷たい輝きは、実際にはまったく暖かくなりません - まあ、おそらく魂は温まりません。 光子には赤外線も紫外線も含まれません。 しかし、消費エネルギーの約98%を「照明」が占めるのに対し、一般的な電灯の効率はわずか10%で、エネルギーの一部が無駄な熱に費やされます。

ホタルはなぜ光るのですか?

ホタルはなぜ光るのか、なぜ必要なのか? 実際、生物発光は男女間のコミュニケーション方法、つまり非常にロマンチックで美しい方法に起因すると考えられますし、そうすべきです。 たとえば、北米および熱帯の種の男性は、結婚式前の本物のフラッシュモブを組織します。 昆虫は木の上に座り、夕暮れ時にランダムに瞬きします。 しばらくすると、彼らは単一のリズムを捉え、単一のリズムに同期します。 照明器具- そしてその木は生きた花輪で飾られているようです。


ちなみに、メスのホタルは特に美しいわけではありません。オスとは異なり、羽がありませんが、木のホタルに反応して同時に発光します。 しかし、女性は狡猾で、特にフォトゥリス種の女性は別の種であるフォティナスのふりをします。 その後、騙されたフォティナス種のオスは食べられますが、犠牲者の体には鳥やクモを撃退する特別な酵素が含まれているため、メスは将来に自信を持ちます。 正当な理由もなく人食い行為が行われることがあります。

女性の代表者は、受精の準備ができていることを示す特別な信号を出します。 これは、オスがどこに飛ぶかを理解する方法です。 一般に、明るく輝くほど、女性の注目を集めます。

さらに、幼虫、蛹、卵は光りますが、これは科学者には説明できません。 しかし、この方法で、彼らは捕食者に自分たちが食べられないという信号を伝えていると考えられます。


ユーラシアでは、最も一般的な種は「イワンのワーム」と呼ばれます。 これらの昆虫がより活発になるのは、イワン・クパラの夜であると考えられています。

興味深い事実は、2000 種のホタルのうち、光るのはほんの数匹だけで、残りのホタルは主に日中のみ活動するということです。

ホタルが私たちに教えてくれること

ホタルは人々に美意識を育むだけでなく、自らのエネルギーを光に変換する効率の良さも誇っています。 最近、ホタルの体表を研究している研究者らは、その鱗片状の構造が屋根瓦を彷彿とさせることに気づきました。 彼らはナノテクノロジーを使用して、LEDの表面に同様の構造を作成しようとしました。 これにより、効率が 55% 向上しました。

ホタルの象徴性

一部の人々によると、ホタルは行き先を見つけられない死者の魂です。 さて、この魔法を他にどのように説明できますか? 風水哲学ではホタルは魂の再生の象徴として位置づけられています。 この昆虫の異常な輝きは、昆虫にほとんど神聖な性格を与えます。

しかし 最大の数日本はホタルに伝統と最も奥深い象徴性を与えています。 暖かく湿った気候にふさわしく、彼らは中緯度の青白いいとこよりもはるかに熱心に輝きます。 したがって、彼らの交尾期間は壮大な光のショーです。 日本ではホタルの祭典「ホタルフェスティバル」も祝っています。


人々は、髪の飾りとして、ロマンチックな雰囲気を作り出す道具として、照明器具として、ホタルとの戦いの助手としてなど、さまざまな目的でホタルを使用しました。 悪霊。 現在、生きた昆虫から抽出された合成ルシフェラーゼは、食品の品質監視だけでなく、法医学にも使用されています。

ホタルの個体数は急激に減少していますが、これは環境汚染と生息地の破壊が原因です。 実際のところ、彼らはこれらの場所から移動するのではなく、単に消滅するだけです。

ホタルが光る理由についてのビデオ

ホタルという昆虫は、光を発する驚くべき能力を持つ甲虫の大きな科です。

ホタルは人間に実質的に何の利益ももたらさないという事実にもかかわらず、この珍しい昆虫に対する態度は常に前向きです。

夜の森の中で一斉に点滅するたくさんの光を眺めていると、しばしホタルのおとぎ話のような気分になれます。

生息地

縄張りにはホタルブトムシが生息しています 北米、ヨーロッパとアジア。 熱帯および落葉樹林、牧草地、開拓地、湿地などで見られます。

外観

外見上、ホタル昆虫は非常に控えめで、目立たないように見えます。 体は細長くて狭く、頭は非常に小さく、触角は短いです。 ホタルの昆虫のサイズは小さく、平均して1〜2センチメートルです。 ボディカラーはブラウン、ダークグレー、ブラックのいずれかです。




カブトムシの多くの種には、オスとメスの間に明確な違いがあります。 昆虫のホタルのオスはゴキブリに似ており、飛ぶことができますが、光りません。

女性は幼虫や虫に非常によく似ていますが、羽がないため、座りがちな生活を送っています。 しかし、女性は異性の代表を引き付ける輝き方を知っています。

なぜ光るのか

ホタル昆虫の発光スヴェオルガンは腹部の後ろにあります。 それは光細胞、つまり複数の気管と神経が通過する光細胞の集合体です。

このような各細胞にはルシフェリンという物質が含まれています。 呼吸中、酸素が気管を通って発光器官に入り、その影響下でルシフェリンが酸化され、光の形でエネルギーが放出されます。

神経終末が光細胞を通過するという事実により、ホタル昆虫は発光の強度とモードを独立して制御できます。 これは、継続的に光ったり、点滅したり、脈動したり、点滅したりする場合があります。 したがって、暗闇で光る虫は新年の花輪に似ています。

ライフスタイル

ホタルは集団で動く昆虫ではありませんが、大きな群れを形成することがよくあります。 ホタルは日中は地面や植物の茎に止まって休み、夜になると活動を始めます。

ホタルの種類が異なれば、摂食パターンも異なります。 無害な草食昆虫であるホタルは花粉や花蜜を食べます。

捕食者はクモ、ムカデ、カタツムリを攻撃します。 成体の段階ではまったく餌を食べず、さらには口を持たない種さえあります。.

寿命

メスのカブトムシは葉っぱの上に卵を産みます。 しばらくすると、卵から黒と黄色の幼虫が現れます。 さらに、ホタルは食欲が旺盛で、邪魔されると光ります。



カブトムシの幼虫は樹皮の中で越冬します。 春になると隠れていたところから出てきて、たくさん餌を食べて蛹になります。 2~3週間後、成虫のホタルが繭から出てきます。

  • 最も明るいホタルブシはアメリカの熱帯地方に生息しています。
  • 長さは4〜5センチメートルに達し、腹部だけでなく胸も光ります。
  • 発せられる光の明るさという点では、この昆虫はヨーロッパの近縁種である一般的なホタルの 150 倍です。
  • ホタルは熱帯の村の住民によってランプとして使用されていました。 彼らは小さな檻に入れられ、家を照らすためにそのような原始的なランタンを使用しました。
  • 毎年初夏の頃に、日本ではホタル祭りが開催されます。 夕暮れ時には、見物人が寺院の近くの庭園に集まり、たくさんの発光する昆虫の驚くほど美しい飛行を眺めま​​す。
  • ヨーロッパで最も一般的な種は、一般にホタルと呼ばれる一般的なホタルです。 ホタルという昆虫はイワン・クパラの夜に光り始めるという信念からこの名前が付けられました。
誰もがホタルについて聞いたことがあるでしょう。多くの人は何度もホタルを見たことがあります。 ほぼ世界中に分布しており、2000種のそれぞれが神秘的な金緑色の光を放つ能力を持っています。 このように、昆虫は自分の位置を知らせるだけでなく、特別な点滅周波数によって「友達」と「見知らぬ人」を区別します。 しかし、この魔法が正確にどのように起こるのか疑問に思ったことはありますか? 結局のところ、小さな虫はコンセントからは動作しません...

「懐中電灯」装置

ほとんどの場合、これらの甲虫の発光器官である発光器は腹部の端にあり、その原理は実際には通常の懐中電灯に似ています。 フォトフォアは 3 つの層で構成されています。 最下層のミラーは光を反射することができます。 上層透明感のあるキューティクルです。 しかし、最も興味深いことは、光生成細胞、つまり光細胞が存在する中間層で起こります。 酸素を集中的に使用することで光を生成します。

昆虫には肺がなく、酸素は管(気管)の広範なネットワークを通って伝達され、細胞のミトコンドリアに蓄えられます。 必要な量の酸素を素早く放出するために、ホタルの体は一酸化窒素を生成し、それがミトコンドリアに入り、ミトコンドリアから酸素を追い出します。 これらのプロセスのオンとオフの切り替えは規制されています 神経系昆虫

発光か蛍光か?


一般的な報道では、蛍光と発光の両方を示す生物を発光生物と呼びます。 どちらのプロセスも自然界では (時には同じ生物内で) 発生し、現在、生物学者、遺伝学者、薬剤師、技術者によって積極的に研究されています。 しかし、蛍光がエネルギーのわずかな減少とそれに対応する波長のシフトを伴う光の受動的な再放射を伴う場合、ルミネセンスは化学エネルギーが光に変換される能動的なプロセスとなります。

化学エネルギーを発光に変換する酵素はルシフェラーゼと呼ばれ、その基質(有機色素)はルシフェリンと呼ばれます。 どちらの言葉もラテン語の「ルシファー」に由来しており、ラテン語の語源である「光」のルクスと「運ぶ」のフェロから構成されています。 同じ名前にもかかわらず、ルシフェラーゼとルシフェリンの間には、実際の機能を除けば共通点はほとんどありません。構造が異なります。 異なる起源そしてそれらは動作が異なります。

最も研究されているのは、ホタルの発光システムである生物発光です。 ルシフェラーゼは、ATP 分子 (細胞エネルギーの普遍的な単位) がルシフェリン色素を活性​​化し、その後酸素がルシフェリン色素に付加される反応を触媒します。 「魔法」は、CO2 が酸化ルシフェリンから分離される瞬間に起こります。色素分子は励起状態にあり、そこから光量子を放出します。 興味深いのは、すべての生物において、発光系が独立して出現しているにもかかわらず、それが何らかの形で酸化と正確に結びついていることである。

輝きの色は何で決まるのでしょうか?


原理的には、ルシフェラーゼによって生成される光は、青緑から赤まで、ほぼあらゆる色合いになります。 特にホタルの場合、発光はスペクトルの目に見える黄緑色の部分を指し、500 ~ 600 nm の波長に相当します。 同時に、ホタルが発する光は熱を生成せず、赤外線や紫外線が含まれません。 エネルギーの大部分が無駄な熱に変わり、効率が 5 ~ 10% である従来の電灯とは異なり、ホタルは消費されたエネルギーの最大 98% を光放射に変換します。

しかし、自然界には他にもたくさんの生き物が存在しており、 光を発する- サンゴ、クラゲ、深海魚...それらの細胞には、ルシフェラーゼと蛍光タンパク質 (たとえば、よく知られた GFP) の両方が含まれています。 それらは同じ細胞内に位置しているだけでなく、量子励起伝達効果が発生するほど互いに密接に関係しています。ルシフェラーゼによって生成された光子は放出されずに GFP に伝達され、GFP は変更された波長で光子を放出します。

したがって、深海の住民、およびそれらから抽出された GFP タンパク質に基づいて作成された光るマウス、子豚、魚、その他の生き物は、緑色に光ります。ただし、それらのルシフェラーゼは最初は緑色に光るように設定されています。 青色。 GFP を使用すると、蛍光タンパク質はルシフェリンに比べて光量子を放出せずに励起状態を失いにくいため、放射線の効率を高めることができます。 ホタル(発光細菌と同様)は GFP のようなタンパク質を持たず、この点でホタルの発光システムはより単純です。

ちょっとしたロマンス…


科学者たちは、生物発光がホタルの性間コミュニケーションの手段であると考えています。 熱帯および北アメリカの種のホタルは、パートナーのために合唱セレナーデを演奏することがあります。 一本の木に集まった彼らは、まずそれぞれのタイミングでまばたきをします。 そして、つがいの昆虫はこれを同期して行い始めます。 少し時間が経過すると、徐々にすべての昆虫が一斉に短い閃光を発し始めます。 30分後、木全体が一つの生き物のように振る舞い、電球の電気花輪で飾られているだけのように見えるかもしれません。

メスは同じ軽い音楽でそれに応え、群れ全体で点滅します。 確かに、私たちの基準では、彼らを「公正なセックス」と呼ぶことはできません。 外観羽のないメスのホタルは幼虫に似ています。 ホタルはそんな些細なことは気にせず、友達のところへ飛んでいきますが…食べられてしまいます。 たとえば、フォトゥリス種のメスのホタルはフォティヌス種の発光を模倣し、外来のオスを引き寄せます。 騙された(そして恋に激しく失望した)雄を食べることによって、捕食者は食物だけでなく、鳥やクモからも保護されます。なぜなら、彼らの獲物には特別な化学物質が含まれているからです。

しかし、光る能力は、他の種、特に私たち人間にとってさえ、異性を惹きつけるのに役立ちます。 有名な昆虫学者エブリン・チスマンは1932年の記事で、一部の贅沢な女性たちは夜のお祝いの前にドレスや髪までホタルで飾り、暗闇の中ではダイヤモンドが散りばめられているように見えたと書いている。 ただし、これらの昆虫の輝きのメインの「ロマンチックな」バージョンにも、いくつかの理解できない瞬間があります。 通常は土の中に埋もれているホタルの幼虫、蛹、さらには卵がなぜ光るのか(わずかに弱いだけですが)説明できません。




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