Стоит только теплой летней ночью оказаться на природе — и, вполне возможно, вам удастся увидеть потрясающее по своей красоте зрелище — десятки маленьких фонариков,...
Стоит только теплой летней ночью оказаться на природе — и, вполне возможно, вам удастся увидеть потрясающее по своей красоте зрелище — десятки маленьких фонариков, мерцающих в темноте. Это светлячки испускают свой необыкновенный свет. Этих удивительных существ видели многие, а вот почему же светлячки имеют склонность светиться — знает далеко не каждый. Попробуем разобраться в причинах этого уникального природного явления.
Конечно, свечение в ночном поле крошечных насекомых — сказочное зрелище, которое вдохновляет и поражает воображение . Многие считают, что этот процесс сродни настоящему чуду. На самом деле, у этого явления есть вполне логичное научное объяснение. Все дело в особом строении тела светлячка. Дело в том, что у этого маленького жука на брюшке расположены специальные клетки — фотоциты. Именно они и приводят к эффекту свечения. В каждом фотоците присутствуют два химических соединения — люцифераза и люциферин. Соединяясь в теле светлячка, эти вещества образуют определенную химическую реакцию, которая происходит с выделением света.
Под слоем фотоцитов, который находится на поверхности тела, есть слой и других клеток, наполненных веществом белого цвета. Это вещество выступает в качестве отражателя света. Благодаря его наличию, свечение насекомых приобретает характерный беловатый оттенок.
Зачем светлячкам светиться?
Если причины сияния светлячков ученые установили достаточно давно, то вопрос о том, для чего же насекомым нужно такое уникальное свойство, достаточно долго оставался открытым. Сегодня большинство исследователей полагают, что таким необычным образом жуки привлекают к себе особей противоположного пола . Причем, разные виды светлячков испускают разный по своей частоте свет. Это необходимо для того, чтобы каждый самец, привлекая самку, обращал внимание только на представительниц своего вида. Всего в мире известно около двух тысяч видов, и каждый из них испускает свой особенный свет. Конечно, для человеческого глаза эта разница может быть неразличима, но вот для маленьких светящихся жуков она имеет огромное значение.
Немногие знают, что свет, испускаемый этими уникальными насекомыми, не теплый, а холодный. В отличие, например, от солнечного света, это сияние совсем не греет. Вы можете в этом убедиться, если вам посчастливиться поймать хотя бы одного светлячка. Посадите его в банку и понаблюдайте за жуком. Даже если вы посадите туда целую сотню насекомых, банка ничуть не согреется. А все потому, что светлячки не способны испускать теплый свет. Именно про такие явления говорят: светит, но не греет.
Кто ещё в природе светится?
К слову сказать, не только светлячки обладают таким необычным природным даром . Известны и другие виды животных, склонных к выделению световой энергии. К ним относятся, например, некоторые виды медуз.
Однако именно светлячки получили такую широкую славу благодаря своей способности светиться в темноте. Интересно, что некоторые виды светлячков могут светиться не только поодиночке, но и огромными скоплениями. Чаще всего такие явления наблюдаются в жарких странах, расположенных в южных широтах. Увидеть такую красоту — настоящее везение. В такие минуты кажется, что все вокруг усыпано сиянием переливающихся огней, которые то угасают, то зажигаются вновь. В некоторых странах скопления светлячков светятся так часто и так масштабно, что этих насекомых даже используют в качестве бесплатного освещения в темное время суток.
Неудивительно, что многие современные ученые заинтересованы феноменальными свойствами светлячков. У многих исследователей возникает вопрос: можно ли каким-то образом применять энергию этих насекомых? Вероятно, в ближайшие годы ученые найдут ответ на этот интересный вопрос. А пока нам остается лишь наслаждаться красотой этих удивительных животных и их сказочным сиянием.
Почему некоторые светлячки светятся синхронно?
В июне начинается брачный период светляков. Ночью можно наблюдать сотни мигающих огоньков в траве и листве деревьев. Почему же светятся светлячки?
Причины биолюминисценции
Свечение возникает при окислении определенных веществ, находящихся в организме насекомых. Происходит это следующим образом:
- светлячок вдыхает;
- воздух проходит через множество трахей к фотогенным клеткам;
- молекулы кислорода соединяются с кальцием и аденозинтрифосфатом.
Органы свечения насекомого (лантерны) находятся на конце брюха. Они обычно покрыты прозрачной надкожицей. Лантерны состоят из крупных фотогенных клеток, оплетенных нитями трахей и нервов. Свечение было бы невозможным без отражателей света. Они представляют собой клетки с кристаллами мочевой кислоты.
Иногда способность светиться в темноте проявляется не только у взрослых особей жуков, но и у их яиц и личинок. Это объясняется обилием фермента люциферазы.
Насекомое излучает холодный свет. Он находится в видимой зелено-желтой части спектра в диапазоне волн длиной 500-600 нм. КПД обычной лампы накаливания составляет от 5 до 10%, тогда как этот жук переводит в световое излучение до 98% потраченной энергии. Некоторые виды светляков могут регулировать интенсивность свечения и частоту мигания.
Биолюминисценция является средством общения самцов с самками. Мигая, светящееся насекомое сообщает о своем месте расположения. Частота мерцания жуков различается, поэтому самки легко могут узнать своего партнера. Во время брачного периода самцы некоторых тропических и североамериканских видов вспыхивают и затухают синхронно, на что стаи самок отвечают аналогичным светопредставлением.
Почему жуки мигают одновременно?
Науке известны около 2 тыс. видов светляков, однако насекомые, развившие в процессе эволюции способность координировать вспышки, обитают лишь в нескольких местах планеты, а именно:
- в Национальном парке Грейт-Смоки-Маунтинс в США;
- в Малайзии;
- в Таиланде;
- на Филиппинах.
Ученые из университета Коннектикута провели несколько экспериментов с насекомыми вида Photinus carolinus, чтобы выяснить, почему светлячки светятся синхронно. Обычно серия вспышек чередуется с довольно длинной паузой, после чего последовательность повторяется. Во время перерыва самка подает ответный сигнал. Стоит отметить, что подобной синхронизацией обладает только 1% из всего множества видов светляков.
В эксперименте энтомологов были задействованы самки Photinus carolinus. Самцов заменили светодиодными лампами, которые воспроизводили привычный для этого вида светляков ритм.
Во время первого эксперимента все диоды мигали с одинаковой частотой, при втором синхронность была несущественно нарушена, при следующем вспышки появлялись и затухали вразнобой. В результате ученые обнаружили, что в двух первых ситуациях самки отвечали на сигналы в 80% случаев. Во время третьего эксперимента реакция последовала лишь в 10%.
Исследователи также выяснили, что окруженная светящимися самцами самка не может опознать своего партнера, тогда как при общении с особью противоположного пола один на один это не представляет для нее труда. Согласованный ритм вспышек снижает шум и помогает насекомым найти друг друга.
Некоторые насекомые обладают удивительной способностью свечения. Число их невелико и ограничено лишь немногими группами, такими, как коллемболы, личинки грибных комариков и представители ряда семейств отряда жесткокрылых. Сильнее всего развита способность свечения именно у жуков. Наиболее характерными в этом отношении являются светляки.
Светляков нередко выделяют в самостоятельное семейство Lampyridae. Но чаще их все же относят к мягкотелкам. Всего в мировой фауне известно около 2 тыс. видов светляков.
Эти действительно мягкотелые жуки распространены главным образом в субтропиках и тропиках. Хотя они все и называются светляками, органы свечения имеются не у каждого вида. Есть среди них немногие, которые активны днем. Естественно, в светоносных органах они не нуждаются. Те же, которые активны по ночам и обладают удивительной способностью светиться, различаются по характеру и, так сказать, режиму свечения. У одних видов такие органы развиты у обоих полов, у других – только у самок, у третьих – только у самцов.
Наши светляки, а их на территории России и сопредельных стран водится 12 видов, мало чем уступают «тропическим светильникам»: они дают довольно сильный свет.
В окраске света жуков в большинстве случаев преобладают голубые и зеленые тона. Свет, испускаемый насекомыми, захватывает длины волн от 486 до 656 миллимикрон. Эта зона невелика и весьма эффективна для глаз человека. Выделение тепла при свечении ничтожно, и, например, у пирофорусов 98% затраченной энергии превращается в световую. Для сравнения напомним, что в обычных лампочках накаливания в свечение утилизируется не более 4% расходуемой электроэнергии.
Много усилий потратили ученые, чтобы разобрать строение органов свечения и понять его механизм. Светящийся орган состоит из массы многогранных клеток с очень тонкими прозрачными стенками, внутри которых находится мелкозернистая масса. Между такими клетками в большом количестве разветвляются воздухоносные трубочки. Причина свечения заключается в окислении содержимого этих клеток кислородом, который доставляют к ним упомянутые трубочки. В состав светящихся органов входит и жировое тело. Считается, что свечение фотогенных клеток связано с окислительным процессом ферментативного характера: специальное вещество люциферин в присутствии фермента люциферазы окисляется в оксилюциферин. Процесс этот и сопровождается свечением и контролируется нервной системой.
Биологическое значение свечения недостаточно изучено. Естественно допустить, что оно служит сближению полов. Или же сигналом при обнаружении пищи, так как на трапезу часто собирается одновременно несколько особей. В большинстве случаев самка светит сильнее самца. Последние обычно меньше самок, не питаются или почти не питаются и погибают вскоре после нескольких спариваний.
Субтропические виды светляков крупнее наших и хорошо летают. Как правило, свет у них излучают жуки обоих полов. Вот как описывает это зрелище А. Брэм: «Жучки эти собираются большими группами на берегах речек, поросших кустарниками. В темную летнюю безлунную ночь они представляют восхитительное зрелище. Сверкающими искорками перелетают они с места на место, но с наступлением утра гаснут, и сами червячки становятся невидимыми, скрывшись где-нибудь в траве».
Те, кто бывал на Черноморском побережье Кавказа и не ограничивался посещением пляжей и набережных, могут вспомнить как вечерами в укромных аллеях парков и в затененных скверах периодически вспыхивая, беззвучно, словно волшебные эльфы порхают эти удивительные создания.
Взрослые особи и личинки практически всех светляков активные и прожорливые хищники: они питаются насекомыми или моллюск ми, хотя могут нападать и на дождевых червей, и на гусениц бабочек-совок. Некоторые виды развиваются под корой и в древесине гниющих деревьев. Взрослые особи часто встречаются на цветах.
Распространение
Распространен светляк обыкновенный по всей европейской части России (кроме севера), а также в Крыму, на Кавказе, в Сибири и на Дальнем Востоке. Лет 100 назад его часто можно было встретить в Москве, на территории современного Нескучного сада. Вот описание Нескучного в пору, когда сад принадлежал князю Шаховскому: «С середины моста открывался вил на ущелье, поросшее лесом, мрачное и глубокое. Столетние деревья, растущие на дне его, кажутся деревцами. Их корни омывает едва заметный поток, составляющий по другую сторону моста небольшой пруд. В саду попадаются многочисленные ужи, водятся летучие мыши, блестят по ночам светлячки». К сожалению, теперь нет никакой надежды встретиться с этим удивительным насекомым в центре Москвы. Аля этого следует отправиться в более отдаленные места.
Внешние признаки
Светляк обыкновенный имеет небольшой размер; тело у него уплощенное и покрыто мелкими волосками. Глядя на темно-бурую самку, никогда не подумаешь, что перед тобой жук. Она малоподвижна, совсем лишена крыльев и надкрыльев и напоминает личинку, от которой отличается лишь более широким грудным щитком. Голова совершенно спрятана под закругленным шейным щитком, усики нитевидные. Светящиеся органы в виде желтоватых пятен находятся на нижней стороне двух предпоследних сегментов брюшка. В темноте они испускают ярко-зеленоватый свет. Интересно, что отложенные самкой яйца первое время тоже испускают неяркое свечение, но скоро этот свет угасает.
Личинка светляка обыкновенного имеет очень маленькую голову. Последний сегмент брюшка несет втяжную кисточку, состоящую из двойного кольца хрящеватых лучей. С ее помощью личинка счищает со своего тела пристающую к нему слизь и земляные частицы. Это ей абсолютно необходимо, поскольку питается она (как, впрочем, нередко и взрослые особи) слизняками и улитками, в изобилии покрытыми слизью.
Образ жизни
Спаривание происходит на поверхности почвы или на невысоких растениях и часто продолжается 1–3 часа. Самка способна отложить до 100 яиц. Прячет она их в углубления почвы, в мох или в различный мусор.
Развитие и питание выходящих из них личинок длится несколько месяцев. На стадии личинки светляк обычно и зимует. Куколка формируется в почве весной. Спустя неделю-другую из нее выходит жук. Весь жизненный цикл светляка длится 1 – 2 года.
Светятся светляки довольно ярко. В полной темноте 5–6 насекомых испускают достаточно света, чтобы разобрать текст книги.
Роль в природе
Светляк обыкновенный – весьма характерный обитатель лесистой местности, заселяя опушки, поляны, обочины дорог, берега озер и ручьев. Здесь в сырых местах он с легкостью находит основную свою пищу – наземных моллюсков, которых в изобилии уничтожает.
Летней ночью светлячки представляют из себя завораживающее и чудесное зрелище, когда, как в сказке, мерцают, словно маленькие звёзды, в темноте красочные огоньки.
Свет их бывает красно-желтого и зелёного оттенков, различной продолжительности и яркости. Светлячок насекомое относится к отряду жесткокрылых, семейству , которое насчитывает порядка двух тысяч видов, распространённых практически по всем частям света.
Наиболее яркие представители насекомых поселились в субтропиках и тропиках. На территории нашей страны насчитывается приблизительно 20 видов. Светлячок по латыни называется: Lampyridae.
Иногда светлячки испускают более продолжительный свет в полёте, подобно падающим звёздам, летящим и пляшущим огонькам на фоне южной ночи. В истории имеются любопытные факты использования людьми в быту светлячков.
К примеру, летописи свидетельствуют, что первые белые переселенцы, на парусных кораблях приплывшие в Бразилию, где тоже обитают светлячки , освещали свои жилища их естественным светом.
А индейцы, отправляясь на охоту, привязывали эти природные фонарикам к пальцам ног. И яркие насекомые не просто помогали видеть в темноте, но и отпугивали ядовитых змей. Подобную особенность светлячков иногда принято сравнивать по свойствам с лампой дневного света.
Однако, это естественное свечение гораздо удобнее, потому что, испуская свои огоньки, насекомые не нагреваются и не увеличивают температуру тела. Само собой, о подобном позаботилась природа, иначе это могло бы привести к гибели светлячков.
Питание
Живут светлячки в траве, в кустах, во мху или под опавшими листьями. А по ночам выходят на охоту. Светлячки питаются , маленькими , личинками других насекомых, мелкими животными, улитками и гниющими растениями.
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.
В , где обитают самые необычные и интересные виды этих насекомых, светлячки обожают расселяться на рисовых полях, где поедают, уничтожая в обилии, пресноводных улиток, очищая плантации от нежелательных прожорливых поселянок, принося неоценимую пользу.
Размножение и продолжительность жизни
Свет, который испускают светлячки бывает разной частоты, что помогает им при спаривании. Когда у самца наступает время продолжения рода, он отправляется на поиски избранницы. И именно она отличает его по оттенку световых сигналов в качестве своего самца.
Чем выразительней и ярче знаки любви, тем больше шансов у партнёра понравиться очаровательной возможной спутнице. В жарких тропиках, среди бурной растительности лесов, кавалеры даже устраивают для своих предполагаемых избранниц своеобразные светомузыкальные групповые серенады, зажигая и погашая светящиеся огоньки-фонарики, которые сверкают почище неоновых огней больших городов.
В тот момент, как большие глаза самца получают от самки необходимый световой сигнал-пароль, светлячок опускается рядом, и брачующиеся некоторое время приветствуют друг друга яркими огоньками, после чего и свершается процесс совокупления.
Самки, в случаях если соитие происходит благополучно, откладывает яички, из которых появляются большие личинки. Они бывают наземными и водными, в основном имеют чёрную с жёлтыми пятнами расцветку.
Личинки обладают невероятной прожорливостью и неимоверным аппетитом. В качестве желанной пищи они могут употреблять раковины и моллюсков, а также мелких беспозвоночных. Они обладают такой же способностью свечения, как и взрослые особи. Насыщаясь летом, при наступлении холодов они прячутся в древесной коре, где и остаются на зимовку.
А весной, только проснувшись, снова начинают активно питаться в течении месяца, а иногда и больше. Потом наступает процесс окукливания, который длится от 7 до 18 дней. После чего появляются взрослые особи, готовые вновь удивлять окружающих своим обворожительным сиянием в темноте. Продолжительность жизни взрослой особи составляет около трёх-четырёх месяцев.
Светлячки могут то появляться, то исчезать на определенной территории.
Ареал их обитания – прерия, степь и пампа.
Различные разновидности светлячков встречаются в Северной и Южной Америке, Европе (Великобритания), России, Азии (Китай, Малайзия и Индия), Новой Зеландии, Австралии.
Светлячки охотятся на улиток небольшого размера и слизней, и их следует искать в таких местах, эта добыча. Наблюдать насекомых легче с мая по июль, когда они . Заметны светлячки в вечернее время суток, в течение приблизительно двух часов после наступления темноты. Светлячков гораздо реже можно встретить в лесу, чем на открытых землях, покрытых травой, или возле изгородей. Тем не менее, насекомые не водятся возле земель, удобряемых под сельское хозяйство.
Колония светлячков в Малайзии
Большая колония светлячков водится рядом с Кампунг Куатан, небольшим поселением рядом с Куала Селангор в Малайзии, на побережье Малаккского пролива. Эти светлячки относятся к семейству Lampyridae. Колония насекомых вызвала интерес энтомологов еще в 70-е годы 20-го века.
Природный парк, ныне открытый в этом месте для широкой публики, представляет собой сочетание тропического и болотного лесов. Светлячки обитают только в мангровых лесах этого заповедника площадью 296 гектар. В течение дня они уходят в травы, растущие рядом с мангровыми деревьями. С наступлением ночи они перемещаются на мангры, стоящие по берегам реки. На деревьях они питаются соком их листьев. Самки и самцы насекомого светятся в темноте зеленоватым мерцающим светом, привлекая друг друга для спаривания.
На каждом дереве может обитать отдельный подвид светлячков, и это заметно по их мерцанию, которое отличается от свечения светлячков другого подвида частотой мерцания.
Начиная с 2000 года, количество светлячков в заповеднике значительно сократилось. Местные жители считают, что тому – строительство дамбы в верховьях реки.
Светлячки Великобритании
На Британских островах водятся светлячки семейства Lampyris noctiluca. Хотя считается, что представители этого семейства предпочитают известняковые почвы, их наблюдали в самых разных частях Великобритании.
Светлячков находят в садах, на живых изгородях, на железнодорожных насыпях. Чаще всего их можно встретить на заброшенных железных дорогах. Насекомых также наблюдают на отвесных скалах, в лесистых местностях, на пустошах, в лощинах Шотландии и Уэльса.
Светлячки встречаются также на острове Джерси, находящемся под защитой Соединенного королевства.
В целом, светлячки гораздо больше распространены в южной части Британских островов.
Далеко не все люди видели этих удивительных насекомых – светлячков, потому что они обитают только в некоторых регионах средней полосы России. А например, в Японии ловля светлячков в июле считается одной из традиционных королевских забав, пришедших из далекого средневековья. Из-за их необычных свойств со светлячками связано много легенд и верований. Увидев впервые серебристо-белые огоньки в бархатной темноте летней ночи, действительно поверишь в магическую принадлежность этих маленьких существ.
Внешний вид. Образ жизни
В отличие от других насекомых светлячки особо активны ночью и вечером в теплое время. Всего существует более 2000 видов светлячков в настоящее время. По размерам эти существа небольшие от 4 мм до 2 см в длину, и в дневное время вы бы не поверили, что эти невзрачные насекомые столь удивительны ночью. У светлячка голова небольшая, глазки крупные. Днем эти уникальные насекомые находятся в состоянии покоя, прячась в траве и во мху. В ночное же время они выходят на охоту. Питаются светлячки личинками других насекомых, маленькими паучками, медлительными улитками, муравьями.
Причины свечения светлячков
Вопрос о том, почему светлячки светятся, до сих пор еще не полностью изучен. Существует не одна точка зрения на этот счет. Светятся не все светлячки, у некоторых видов светятся только их самки. Зато самка в отличие от самца не умеет летать.
Многие ученые считают, что «холодный свет» светлячков имеет в своей основе биохимический процесс биолюминесценции.
В теле насекомого протекает два химических процесса, в результате которых вырабатывается два вещества – люцеферин и люциферейз. Люцеферин, соединяясь с кислородом, дает этот холодноватый серебристый свет, а второе служит катализатором данной реакции. Свет этот такой силы, что при нем можно читать. В некоторых манускриптах упоминается, что собрав светлячков в сосуды, освещали жилые залы.
Вы помните русскую пословицу: светит, да не греет. Она как нельзя лучше подходит для данной ситуации. Если бы было по-другому, то светлячок, попросту бы, погиб. У этих удивительных насекомых есть специальный орган, управляющий возможностью свечения.
Как и у всех у светлячков нет органов дыхания, а только целая сложная система трубочек - трахеол, по которым и подается кислород. Вот эта система и играет свою огромную роль в умении светить при необходимости.
Вопрос на то, с какой целью самка светлячка излучает этот загадочный чарующий свет, так же остается открытым.
Некоторые считают, что при помощи света светлячок защищается от хищников и ночных птиц, которые могут на них охотиться. Одни насекомые имеют челюсти или резкий запах, светлячки же защищаются при помощи света. Другие считают, что этот свет служит опознавательным знаком самочки, готовой к оплодотворению.
Есть точка зрения, что светятся и самки и самцы светлячков, и выбор партнеров для оплодотворения как раз и происходит по интенсивности мерцания самца. Дело в том, что именно самочка светлячка служит инициатором для спаривания, и вот как раз особенность мерцания и сила светового потока позволяет самцу обворожить партнершу. А пока этот вопрос полностью не изучен, мы можем попросту любоваться мерцанием маленьких огоньков в тишине июльской ночи.
Размножение
Самка откладывает на листья или на землю яйца. Вскоре из них появляются личинки черного цвета с желтыми крапинами. Они много едят и быстро растут и, кстати, тоже светятся. В начале осени, пока еще тепло, забираются под кору деревьев, где проводят всю зиму. Весной выбираются из укрытия, несколько дней откармливаются, а затем окукливаются. Через две недели появляются молодые светлячки.
Из яиц, которые отложила самка после оплодотворения, появляются крупные прожорливые личинки черного цвета с желтыми пятнами. Кстати, они тоже светятся, как и взрослые особи. К осени они прячутся в коре деревьев, где и остаются на всю зиму. А на следующую весну, проснувшись, несколько недель кормятся, затем окукливаются и через 1- 2,5 недели из них развиваются новые взрослые светлячки, способные удивлять нас своим таинственным ночным сиянием.- Читайте подробнее на FB.ru.
