Những cái chớp mắt nhẹ nhàng của những con đom đóm nhấp nháy là một phần yêu thích của buổi tối mùa hè của bạn? Một nhà côn trùng học giải thích một số vấn đề cơ bản về sét.
Một con đom đóm ánh sáng là một phần của chiến lược giao phối của nó. Hình ảnh qua Nhật Bản Fireworks / Shutterstock.com.
Bởi Clyde Sorenson, Đại học bang Bắc Carolina
Bạn có thể không thực sự chắc chắn rằng bạn đã thấy những gì bạn nghĩ rằng bạn đã thấy khi cái đầu tiên xuất hiện. Nhưng bạn nhìn chằm chằm theo hướng ánh sáng nhấp nháy và nó lại xuất hiện - con đom đóm đầu tiên của buổi tối. Nếu bạn đang ở trong môi trường sống của đom đóm tốt, chẳng mấy chốc, có hàng chục, thậm chí hàng trăm con côn trùng bay tới, lóe lên những tín hiệu bí ẩn của chúng.
Đom đóm - còn được gọi là bọ sét ở phần lớn nước Mỹ - không phải là ruồi hay bọ. Chúng bọ cánh cứng mềm, liên quan đến bọ nhấp chuột và những con khác. Khía cạnh ấn tượng nhất trong sinh học của họ là họ có thể tạo ra ánh sáng; khả năng này trong một sinh vật sống, được gọi là phát quang sinh học, là tương đối hiếm.
Tôi là một nhà côn trùng học nghiên cứu và giảng dạy về hệ sinh thái và sinh học của côn trùng. Gần đây, tôi đã cố gắng tìm hiểu sự đa dạng và sinh thái của đom đóm ở bang North Carolina quê nhà của tôi. Đom đóm được tìm thấy rộng rãi trên khắp Bắc Mỹ, bao gồm nhiều nơi ở phía tây, nhưng chúng phong phú và đa dạng nhất ở nửa phía đông của lục địa, từ Florida đến miền nam Canada.
Một phản ứng hóa học trong bụng Bọ cánh cứng cho nó phát quang sinh học. Hình ảnh qua Cathy Keifer / Shutterstock.com.
Bọ phát quang sinh học
Đom đóm tạo ra ánh sáng trong các cơ quan đặc biệt trong abdomens của chúng bằng cách kết hợp một hóa chất gọi là luciferin, enzyme gọi là lucifera, oxy và nhiên liệu cho công việc tế bào, ATP. Các nhà côn trùng học nghĩ rằng họ kiểm soát sự nhấp nháy của chúng bằng cách điều chỉnh lượng oxy đi đến các cơ quan sản xuất ánh sáng của chúng.
Đom đóm ban đầu có thể phát triển khả năng phát sáng như một cách để xua đuổi kẻ săn mồi, nhưng bây giờ chúng chủ yếu sử dụng khả năng này để tìm bạn tình. Thật thú vị, không phải tất cả các con đom đóm đều tạo ra ánh sáng; có một số loài đang bay trong ngày và dường như dựa vào mùi của pheromone để tìm thấy nhau.
Mỗi loài đom đóm có hệ thống tín hiệu riêng. Ở hầu hết các loài Bắc Mỹ, con đực bay xung quanh ở độ cao phù hợp, trong môi trường sống phù hợp và vào đúng thời điểm ban đêm cho loài của chúng và phát ra tín hiệu duy nhất cho loại của chúng. Con cái đang ngồi trên mặt đất hoặc trong thảm thực vật, trông chừng con đực. Khi một người phụ nữ nhìn thấy một loài làm cho loài của mình báo hiệu - và làm điều đó tốt - cô ấy quay lại với đèn flash phù hợp với loài của mình. Sau đó, hai người ra hiệu cho nhau khi người đàn ông bay xuống chỗ cô. Nếu mọi thứ đều ổn, họ giao phối.
Một ví dụ điển hình là Photar pyralis, một loài sân sau phổ biến thường được gọi là Bắc Đẩu. Một con đực bay vào lúc hoàng hôn cách mặt đất khoảng ba feet (.9 mét). Cứ sau 5 giây, anh ta lại nháy một giây khi anh ta bay trong hình dạng của một con J. J. Nữ Photar pyralis ngồi trong thảm thực vật thấp. Nếu cô ấy nhìn thấy một người bạn thích, cô ấy đợi hai giây trước khi thực hiện một nửa giây của riêng mình ở giây thứ ba.
Một số loài có thể gọi là Hồi trong nhiều giờ một đêm, trong khi những loài khác chỉ chớp mắt trong 20 phút vào lúc hoàng hôn. Giao tiếp ánh sáng đom đóm có thể phức tạp hơn nhiều; một số loài có nhiều hệ thống tín hiệu và một số có thể sử dụng các cơ quan ánh sáng của chúng cho các mục đích khác.
Một số đom đóm Tennessee đưa vào một chương trình đồng bộ.
Trong khi hầu hết những con đom đóm đực làm việc riêng và lóe sáng độc lập với những con đực khác cùng loài, có những con đồng bộ lóe lên khi có nhiều con khác ở xung quanh. Ở Bắc Mỹ, hai loài nổi tiếng nhất làm điều này là Photolin carolinus của dãy núi Appalachia, bao gồm trong Công viên quốc gia Dãy núi Great Smoky và Photuris frontalis làm sáng lên những nơi như Công viên quốc gia Congaree ở Nam Carolina.
Trong cả hai loài này, các nhà khoa học nghĩ rằng con đực đồng bộ hóa nên mọi người đều có cơ hội tìm kiếm con cái và con cái báo hiệu con đực. Những màn hình này thật ngoạn mục, và những người muốn xem chúng tại các địa điểm nổi tiếng nhất đã khiến cần phải tiến hành xổ số để được phép xem chúng. Cả hai loài, tuy nhiên, xảy ra trên phạm vi địa lý rộng, và có thể thấy chúng ở những nơi khác, ít tắc nghẽn hơn.
Phòng thủ hóa học hôi thối
Nhiều con đom đóm tự bảo vệ mình khỏi những kẻ săn mồi bằng hóa chất gọi là lucibufagins. Đây là những phân tử côn trùng tổng hợp từ các hóa chất khác mà chúng ăn trong chế độ ăn uống. Lucibufagin về mặt hóa học rất giống với những con cóc độc tố tiết ra trên da của chúng, và trong khi chúng độc hại với liều lượng phù hợp, chúng cũng cực kỳ khó chịu.
Chim và những kẻ săn mồi khác nhanh chóng học cách tránh đom đóm. Tôi đã xem một con cóc trên hiên nhà của tôi ăn một con đom đóm và nhanh chóng nhổ nó ra; Con côn trùng bỏ đi, gooey nhưng dường như không hề hấn gì. Một đồng nghiệp của tôi đã từng đưa một con đom đóm vào miệng - và miệng anh ta bị tê trong một giờ!
Giao phối Photar pyralis. Hình ảnh qua Clyde Sorenson
Nhiều loài côn trùng khác bắt chước trực quan đom đóm để gặt hái lợi ích trông giống như một thứ gì đó khó chịu để ăn và độc. Đom đóm dường như cũng tạo ra các hóa chất phòng thủ khác, một số trong đó có thể góp phần tạo ra mùi đặc biệt của chúng.
Nhiều Photuris đom đóm có thể sản xuất các hóa chất phòng thủ này. Vì vậy, con cái của những con bọ sét chân to, dài này làm một điều đáng ngạc nhiên: Một khi chúng đã giao phối, chúng bắt đầu bắt chước ánh chớp của con cái Máy chiếu và sau đó ăn những con đực đáp ứng. Những con cá mập này tiếp tục sử dụng lucibufagins mà chúng có được từ việc ăn con mồi thất vọng nặng nề để bảo vệ bản thân và trứng của chúng khỏi những kẻ săn mồi. Chúng nhanh chóng chuyển hóa chất vào máu và chảy máu một cách tự nhiên nếu một kẻ săn mồi tóm chúng.
Một khi đom đóm mất một túi môi trường sống, nó không chắc là chúng sẽ quay trở lại. Hình ảnh qua Fer Gregory / Shutterstock.com
Không có nơi nào như nhà
Hầu hết đom đóm là chuyên gia môi trường sống, sử dụng rừng, đồng cỏ và đầm lầy. Họ dựa vào môi trường sống đó không bị xáo trộn trong năm hoặc nhiều hơn họ phải hoàn thành vòng đời của mình. Những con côn trùng này dành phần lớn cuộc đời của chúng là ấu trùng săn bắt giun đất và các động vật khác trong đất hoặc rác lá - hầu hết người lớn đều không cho ăn thức ăn. Nếu môi trường sống đó bị phá vỡ trong tuổi trẻ của chúng, quần thể có thể bị dập tắt.
Thêm vào lỗ hổng này là thực tế là con cái của nhiều loài - như những con ma màu xanh nổi tiếng ở miền Nam Appalachia và những nơi khác - không có cánh và có thể phá hủy bất kỳ nơi nào khác ngoài việc chúng có thể đi bộ. Nếu một quần thể ma xanh bị phá hủy bằng cách đăng nhập hoặc gián đoạn khác, sẽ không có sự tái lập. Do đó, sự hủy hoại môi trường sống là một trong những mối đe dọa lớn nhất đối với đom đóm. Các mối nguy hiểm khác bao gồm ô nhiễm ánh sáng từ đèn nhân tạo và có lẽ các ứng dụng diệt côn trùng để kiểm soát muỗi.
Vẫn còn nhiều điều để tìm hiểu về đom đóm. Các nhà côn trùng học như tôi đã xác định được khoảng 170 loài ở Bắc Mỹ, nhưng rõ ràng có nhiều loài khác xảy ra ở đây. Hãy chú ý đến những con đom đóm trong khu phố của bạn; quan sát mô hình và hành vi flash của họ. Có lẽ bạn sẽ khám phá một trong những loài mới đó.
Clyde Sorenson, Giáo sư Côn trùng học, Đại học bang North Carolina
Bài viết này được tái bản từ Cuộc hội thoại theo giấy phép Creative Commons. Đọc bài viết gốc.
Điểm mấu chốt: Tại sao đom đóm, hoặc bọ sét, sáng lên và những gì báo hiệu chúng.
