Какова продолжительность жизни светлячка?
Как размножаются светлячки?
Взрослые светлячки живут еще всего два месяца, проводя лето, спариваясь и выступая за нас, прежде чем откладывать яйца и умирать. Для сравнения: у лампы накаливания в свет переходит только 5 % энергии, остальное уходит в данный момент науке известны чуть более двух тысяч видов светлячков. 3 года; имаго — несколько дней. Размножение, потомство и продолжительность жизни жука светлячка. Личинка светлячка Как было сказано ранее, своим светом светлячки привлекают к себе половинок противоположного пола и спариваются с ними. Но, учитывая каждую стадию развития от яйца до взрослой особи, светлячки обычно живут около года. Светлячок начинает жизнь как биолюминесцентное сферическое яйцо.
Живые фонарики. Как устроены светлячки
Это может быть непрерывное свечение, мигание, пульсация или вспышки. Таким образом, светящиеся в темноте жучки напоминают новогоднюю гирлянду. Образ жизни Светлячки — не коллективные насекомые, однако, они нередко образуют крупные скопления. Днем светлячки насекомые отдыхают, сидя на земле или на стебельках растений, а ночью начинают активную жизнь. Различные виды светлячков отличаются по характеру питания. Безобидные растительноядные светлячки насекомые питается пыльцой и нектаром. Хищные особи нападают на муравьев , пауков, многоножек и улиток. Есть даже виды, которые на стадии взрослой особи вообще не питаются, более того, у них нет рта. Продолжительность жизни Самка жука откладывает яйца на подстилку из листьев.
Через некоторое время из яиц появляются черно-желтые личинки. Они отличаются отменным аппетитом, кроме того, светлячок насекомое светиться, если их потревожить. Зимуют личинки жука в коре деревьев.
Как уже говорилось, иванов червячок - представитель семейства светящихся жуков-лампирид, насчитывающего около двух тысяч видов. Правда, большинство насекомых, излучающих сияние, предпочитают тропики и субтропики. Полюбоваться этими экзотическими созданиями, не покидая пределов России, можно в Приморье на Черноморском побережье Кавказа.
Если вам доводилось прогуливаться тёплым вечером по сочинским или адлерским набережным и аллеям, вы не могли не заметить маленькие желтоватые трассирующие огоньки, наполняющие летние сумерки «русской Ривьеры». В отличие от немигающего сияния нашей северной светлячихи, половая сигнальная система южан сродни световой морзянке. Кавалеры летают невысоко над землёй и непрерывно с одинаковыми интервалами испускают поисковые сигналы - вспышки света. Если жених окажется поблизости от сидящей на листьях куста суженой, она отвечает ему своей характерной вспышкой. Заметив этот «знак любви», самец резко меняет курс полёта, приближается к самке и начинает посылать сигналы ухаживания - более короткие и частые вспышки. В странах Юго-Восточной Азии живут светлячки, способные координировать подачу своих «любовных призывов» с сигналами находящихся поблизости сотоварищей.
В результате возникает поразительная картина: в воздухе и в кронах деревьев начинают синхронно вспыхивать и гаснуть тысячи крошечных живых лампочек. Кажется, что невидимый дирижёр управляет этой волшебной светомузыкой. Такое феерическое зрелище издавна собирает в Японии множество восторженных поклонников. Ежегодно в июне-июле в разных городах Страны восходящего солнца проходит Хотару Мацури - Праздник светлячков. Обычно в тёплую погоду перед началом массового лёта светящихся жуков люди собираются в сумерках в саду возле какого-нибудь буддийского или синтоистского храма. Как правило, «жучиный фестиваль» приурочивают к новолунию - чтобы «посторонний» свет не отвлекал зрителей от сказочного представления живых огоньков.
Многие японцы считают крылатые фонарики душами своих умерших предков. Слов нет, звёздочки, светящиеся под ногами, в кронах деревьев или барражирующие почти над самой головой в тёплом ночном воздухе. Но это далёкое от науки определение не может удовлетворить учёного, который стремится познать физическую природу всякого явления окружающего мира. Раскрыть тайну «его сиятельства» жука-лампирида - такую цель поставил перед собой французский физиолог XIX века Рафаэль Дюбуа. Для решения этой задачи он отделял органы свечения от брюшка насекомых и растирал их в ступке, превращая в светящуюся гомогенную кашицу, затем подливал немного холодной воды. Когда учёный добавлял в кашицу, приготовленную тем же способом, кипяток, огонёк потухал мгновенно.
Однажды исследователь на пробу соединил содержимое «холодной» и «горячей» ступок. К его изумлению, свечение возобновилось! Дюбуа оставалось только объяснить с точки зрения химии такой неожиданный эффект. Крепко поломав голову, физиолог пришёл к выводу: «живую лампочку» «включают» два разных химических вещества.
На самом деле, вы, смотря на их огоньки по ночам, скорее всего видите сразу несколько видов этих необычных существ. Вспышки — это светлячий язык любви. Светлячки используют вспышки в качестве сигналов к спариванию. Вспышки, которые вы видите, как правило, идут от мужчин, ищущих женщин. Во время полета они вспыхивают определенным образом, надеясь на женский ответ. Если женщине, ожидающей в траве или кустах, нравится то, что она видит, она отвечает собственной вспышкой. Они будут участвовать в этом мерцающем «разговоре», пока самец не найдет самку. У каждого вида есть свой собственный паттерн вспышек — код, который позволяет им идентифицировать подходящих партнеров одного и того же вида. Самые большие в мире светлячки, относящиеся к виду Lamprigera, пусть и выглядят как личинки чужого, пугаться их не стоит, они абсолютно безопасны. Встретить их можно, например, в Тайланде. Не все светлячки вспыхивают. В то время как все светлячки светятся в своих личиночных формах, есть много видов светлячков, которые не используют свет во взрослом состоянии в качестве сигналов к спариванию. Вместо этого такие «темные» светлячки используют для общения воздушные запахи, такие как феромоны. Светлячки проводят большую часть своей жизни в личиночной стадии. Хотя не все взрослые особи излучают свет, все светлячки имеют светящиеся личиночные стадии. Бронированные, похожие на гусениц личинки — злобные хищники, выслеживающие и употребляющие в пищу слизней, улиток и дождевых червей.
Но самое интересное происходит в среднем слое, где находятся фотогенные клетки, или фотоциты. Они вырабатывают свет благодаря интенсивному использованию кислорода. У насекомых нет лёгких, а кислород передается посредством разветвлённой сети трубочек трахеол и запасается в митохондриях клеток. Для быстрого выделения необходимого количества кислорода, организм светлячка вырабатывает окись азота, которая, поступая в митохондрии, вытесняет из них кислород. Включение и выключение этих процессов регулируется нервной системой насекомых. Люминесценция или флюоресценция? В популярной прессе светящимися называют организмы, обладающие и флюоресценцией, и люминесценцией. Оба процесса встречаются в природе порой у одних и тех же организмов и в настоящий момент активно исследуются биологами, генетиками, фармацевтами и инженерами. Но если флюоресценция предполагает пассивное переизлучение света с небольшим уменьшением энергии и соответствующим сдвигом в длине волны, то люминесценция - это активный процесс, в ходе которого химическая энергия преобразуется в свет. Ферменты, которые проводят преобразование химической энергии в свечение, называются люциферазами, а их субстраты органические пигменты - люциферинами. Оба слова происходят от латинского «lucifer», который, в свою очередь, состоит из латинских корней lux «свет» и fero «несу». Несмотря на одинаковое название, между люциферазами и люциферинами, помимо собственно функции, очень мало общего: они имеют разное строение , разное происхождение и по-разному работают. Наиболее изученной является система свечения жуков-светляков - биолюминисценция. Люцифераза катализирует реакцию, в ходе которой молекула АТФ универсальная единица клеточной энергии активирует пигмент люциферин, после чего к нему присоединяется кислород. Интересно, что у всех организмов, несмотря на независимое возникновение системы свечения, оно так или иначе связано именно с окислением. От чего зависит цвет свечения? В принципе свет, производимый люциферазой, может иметь почти любой оттенок - от сине-зелёного до красного. У светлячков, в частности, свечение относится к видимой желто-зелёной части спектра, соответствующей длинам волн от 500 до 600 нм. При этом свет, излучаемый светлячками, не даёт тепла — в нём нет инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Однако в природе есть множество других живых организмов, излучающих свет - коралы, медузы, глубоководные рыбы… В их клетках встречаются одновременно и люцифераза, и флюоресцирующие белки например, небезызвестный GFP. Они не просто находятся в одной клетке, но и настолько тесно связаны друг с другом, что возникает квантовый эффект переноса возбуждения: фотон, произведенный люциферазой, не излучаясь, переносится на GFP, который его выбрасывает уже с измененной длиной волны. Поэтому обитатели морских глубин, а также созданные на основе извлечённого из них белка GFP светящиеся мыши, поросята, рыбки и прочая живность, светятся зелёным — хотя их люцефераза изначально настроена на синий цвет. Использование GFP позволяет увеличить эффективность излучения за счёт того, что флюоресцентный белок по сравнению с люциферином таких организмов менее склонен терять возбужденное состояние без излучения кванта света. У жуков-светляков как и у люминесцентных бактерий нет белков, подобных GFP, и в этом отношении их система свечения устроена проще. Немного романтики… Учёные считают, что биолюминисценция для светлячков является средством межполового общения. Тропические и североамериканские виды светлячков иногда исполняют целые хоровые серенады для своих партнёрш. Собравшись на одном дереве, они сначала мигают каждый в своё время. Затем пара насекомых начинает делать это синхронно. Проходит немного времени, и постепенно все насекомые начинают дружно и в одно и то же время испускать короткие вспышки света. Через полчаса целое дерево ведёт себя как единый живой организм, и может показаться, что оно просто украшено электрической гирляндой лампочек. Самки отвечают им такой же светомузыкой, вспыхивая и затухая всей стайкой. Правда, по нашим меркам «прекрасным полом» их не назовёшь: своим внешним видом бескрылые самки светлячков напоминают личинок. Светлячок, не заморачиваясь на такие мелочи, летит к своей подруге… но бывает съеден. Например, самки светлячков вида Photuris подражают свечению вида Photinus и привлекают к себе чужих мужских особей. Съедая обманутых и горько разочарованных в любви самцов, хищницы получают не только пищу, но и защиту от птиц и пауков, поскольку их добыча содержит особое химическое вещество. Впрочем, способность светится помогает привлекать противоположный пол даже другим видам — в частности, нам, людям. Известный энтомолог Эвелин Чисман в 1932 году в своих статьях писала, что некоторые экстравагантные дамы перед вечерними праздниками украшали светлячками свои платья и даже прическу, и в темноте казались усыпанными бриллиантами. Впрочем, у основной «романтической» версии свечения этих насекомых есть и непонятные моменты. Она не объясняет, почему светятся только чуть слабее личинки, куколки и даже яйца светлячков, которые обычно закопаны в почву. Тёплыми ночами в конце июня — начале июля, идя вдоль опушки леса, в траве можно заметить яркие зелёные огоньки, будто кто-то зажег маленькие зелёные светодиоды. Летние ночи коротки, наблюдать это зрелище можно в течение буквально пары часов. Но если разгрести траву и посветить фонариком на место, где горит огонёк, можно увидеть невзрачное червеобразное сегментированное насекомое, у которого конец брюшка светится зелёным. Так выглядит самка светляка обыкновенного Lampyris noctiluca. В народе его называют иванов червячок , ивановский червячок из-за поверья, что первый раз в году появляется в ночь на Ивана Купалу. Яркий свет способны испускать лишь самки, ожидающие самцов на земле или растительности; самцы же света практически не излучают. Самец у светляка выглядит как обыкновенный нормальный жук с твердыми надкрыльями, самка же во взрослом состоянии остаётся похожей на личинку, и вовсе не имеет крыльев. Свет используется для привлечения самца. Специальный орган, испускающий свечение, расположен на последних сегментах брюшка и устроен очень интересно: есть нижний слой клеток. Сам светоносный слой пронизан трахеями для доступа кислорода и нервами. Свет образуется при окислении специального вещества — люциферина, с участием АТФ. А сейчас немного более подробно обо всем этом. Светляк обыкновенный Lampyris noctiluca является представителем семейства светляки Lampyridae отряда жуков жесткокрылых, Coleoptera. У самцов этих жуков сигарообразное тело, длиной до 15 мм, и довольно крупная голова с большими полусферическими глазами. Они хорошо летают. Самки же своим внешним видом напоминают личинок, имеют червеобразное тело длиной до 18 мм, и бескрылы. Светляков можно увидеть на лесных опушках, сырых полянах, на берегах лесных озер и ручьев. Главными во всех смыслах слова у них являются светящиеся органы. У большинства светляков они располагаются в задней части брюшка, напоминая большой фонарик. Органы эти устроены по принципу маяка. В них есть своего рода «лампа» - группа клеток-фотоцитов, оплетенная трахеями и нервами. Каждая такая клетка наполнена «топливом», в роли которого выступает вещество люциферин. Когда светлячок дышит, воздух по трахеям поступает в светящийся орган, где под воздействием кислорода люциферин окисляется. В процессе химической реакции высвобождается энергия в виде света. Настоящий маяк всегда излучает свет в нужном направлении - в сторону моря. Светляки в этом плане тоже не отстают. Фотоциты у них окружены клетками, наполненными кристаллами мочевой кислоты. Они выполняют функцию рефлектора зеркала-отражателя и позволяют не расходовать ценную энергию напрасно. Впрочем, об экономии эти насекомые могли бы и не заботиться, ведь производительности их светящихся органов может позавидовать любой техник. В реакции свечения участвуют несколько химических соединений. Одно из них, устойчиво к нагреванию и присутствует в небольшом количестве - люциферин. Другое вещество - фермент люцифераза. Также для реакции свечения необходима ещё и аденозинтрифосфорная кислота АТФ. Люцифераза представляет собой белок, богатый сульфгидрильными группами. Свет образуется при окислении люциферина. Без люциферазы скорость реакции между люциферином и кислородом крайне низкая, катализация люциферазой значительно повышает её скорость. В качестве кофактора требуется АТФ. Свет возникает при переходе оксилюциферина из возбуждённого состояния в основное.
Манящие огоньки светлячков – наука или романтика
Раздел: Беспозвоночные. Дата опубликованно : 29-07-2019 6:28 Длина тела: самка - 10-18 мм; самец - 10-13 мм. Размножение: полный метаморфоз. Количество яиц: 1-2 в кладке. Срок инкубации: 2-4 недели. Питание: личинка - улитки и слизни. Продолжительность жизни: личинка - 3 года; имаго — несколько дней. Латинское название: Lampyris noctiluca. Описание светляка. Светляка, называемого еще Ивановым червячком, можно во множестве увидеть в поле или на лугу в конце осени и начале лета. Систематика научная классификация жука-светляка.
Lampyris noctiluca. Среда обитания. Ареал обитания светляка обыкновенного - обитает в Европе. Другие виды светлячков распространены преимущественно в тропиках всего мира. Светляк встречается в основном в центральной части Европы и заселяет луга и поляны. Он предпочитает обитать в немного влажных, поросших деревьями местах, поэтому его часто можно увидеть на лесных опушках, причем там, где живут сухопутные моллюски - улитки или слизни. Хорошо приспособился к климатическим условиям умеренного пояса. Личинки светляка переживают зиму, а к концу весны появляется поколение взрослых особей.
Те ориентируются на своих соседей и так далее. Возникает своеобразная «агентурная сеть», в которой каждый маленький сигнальщик находится на своём месте и передаёт световую информацию по цепочке, не зная, сколько всего особей задействовано в системе.
Но в той же Японии, например, в старину этих насекомых собирали в специальные плетёные сосуды. Знать и богатые гейши использовали их в качестве изящных ночников, а бедным студентам «живые фонарики» помогали зубрить по ночам. Кстати 38 жуков дают столько света, сколько средняя по размерам восковая свеча. Первые европейские переселенцы в Бразилии наполняли жуками вместо масла лампады возле католических икон. Особо ценную услугу «живые фонарики» оказывали тем, кто путешествовал по джунглям Амазонии. Чтобы обезопасить ночное передвижение по кишащему змеями и прочими ядовитыми тварями тропическому лесу, индейцы привязывали светлячков к ногам. Благодаря такой «иллюминации» риск случайно наступить на опасного обитателя джунглей значительно уменьшался. Современному любителю экстрима даже амазонская чаща может показаться исхоженным местом. Сегодня единственная область, где туризм делает только первые шаги, - это космос. Но, оказывается, и в его освоение светлячки способны внести свой достойный вклад.
В первой половине минувшего столетия его открытие было существенно дополнено. Выяснилось, что для правильной работы «жучиной лампочки» необходима третья составляющая, а именно - аденозинтрифосфорная кислота, или сокращённо - АТФ. Эту важнейшую биологическую молекулу обнаружили в 1929 году, так что французский физиолог даже не подозревал о её участии в его экспериментах. В фильме "Аватар" в темноте светятся не только насекомые и животные, но и растения АТФ представляет собой своеобразный «портативный аккумулятор» в живой клетке, задача которого - обеспечение энергией всех реакций биохимического синтеза. В том числе и взаимодействия между люциферином и люциферазой - ведь для светоиспускания тоже нужна энергия. Сначала благодаря аденозинтрифосфорной кислоте люциферин переходит в особую «энергетическую» форму, а затем люцифераза включает реакцию, в результате которой его «лишняя» энергия преобразуется в квант света. Ещё в реакциях свечения жуков-лампиридов участвуют кислород, перекись водорода, оксид азота и кальций. Вот как всё непросто в «живых лампочках»! Зато у них поразительно высокий КПД. В результате превращения химической энергии АТФ в свет теряется в виде тепла только два процента, в то время как у электрической лампочки бесполезно расходуется 96 процентов энергии.
Всё это хорошо, скажете вы, но при чём здесь космос? А вот при чём. Упомянутую кислоту «умеют делать» только живые организмы, но зато абсолютно все - от вирусов и бактерий до человека.
Ученые все-таки склоняются к тому, что такие действия направлены на привлечение самок. Интересен и тот факт, если рядом с синхронным танцем светлячков включить фонарь, то насекомые сбиваются с ритма. Но после выключения источника искусственного света, их действия вновь становятся синхронными. Такие необычные танцы светлячков были описаны ещё в 1680 году немецким естествоиспытателем Э. Сегодня стать очевидцем природного светового шоу можно посетив национальный парк Элкомонт в США.
Примеры фотографий со светлячками Понравилась статья? Делитесь публикацией с друзьями, пишите комментарии, подписывайтесь на Twitter, Boosty и другие страницы, чтобы первыми видеть всё самое интересное! Интересные факты о светляках Благодаря светлячкам, учёным удалось выделить ген, который отвечает за излучение света. В дальнейшем ботаники внедрили ген в растения, которые также начали светиться. Самый яркий вид светлячка обитает в Америке. Он имеет светящиеся органы не только в брюшке, но и в грудной области. Свет этого жука в 150 раз ярче, чем у других сородичей. В древности люди нашли применение светлячкам в быту.
Большое количество особей помещали в банку и получали своеобразный фонарь. Светлячков кушать нельзя. В кухнях некоторых стран поедание жуков дело привычное. Но светляки не пригодны для этого. Когда жук погибает, в его кровь попадает токсин, который может быть опасен для человека. Кроме того, вкус этого жука отвратительно горький. Кстати, животные это знают и не питаются этим насекомым. В Японии существует Праздник светлячков.
В начале лета люди выходят ночью к специальным садам, и с восхищением наблюдают за скоплением светящихся жуков. Образ жизни Светлячки не относятся к коллективными насекомым, но несмотря на это они нередко образуют довольно крупные скопления. Многие наши читатели не представляют, как выглядят светлячки, поскольку их сложно увидеть днем: они отдыхают, сидя на стебельках растений или земле, а ночью ведут активную жизнь. По характеру питания тоже отличаются разные виды светлячков. Растительноядные безобидные жучки питаются нектаром и пыльцой. Хищные особи нападают на пауков, муравьев, улиток и многоножек. Существуют виды, взрослые особи которых не питаются вовсе, у них даже нет рта. Размножение и продолжительность жизни В июне светлячки становятся активными и готовыми к размножению.
Самки, при помощи свечения, привлекают своих партнеров. После спаривания процесс занимает 1-3 часа самки откладывают яйца в землю. Спустя некоторое время из них появляются личинки. Многие из них имеют темный окрас и белые пятна на боковых линиях тельца. Отличить личинку светлячка от других насекомых можно по характерной особенности — свечению. Все личинки являются очень прожорливыми хищниками. Их рацион составляют различные мелкие насекомые и пауки. До момента окукливания личинки ведут подвижный ночной образ жизни.
Они уверенно передвигаются по близлежащей территории в поисках пищи, за которой готовы даже погружаться в воду. До момента созревания у некоторых особей уходит до двух лет. Процесс окукливания личинки светлячка длится в среднем 1. Светляки живут недолго. В среднем их продолжительность жизни составляет всего 90-120 дней. Толика романтики или пора на свидание Изучая светлячков, энтомологи пришли к выводу, что основной причиной, почему жучки мерцают в темноте, является их желание привлечь потенциального партнера. Каждый вид имеет свои собственные отличительные сигналы, демонстрирует различные световые узоры. Так, светлячки самки, сидя на листике, посылают определенные сигналы светлячкам самцам, которые парят в воздухе и ищут свою «спутницу».
Увидев знакомый свет, они направляются прямиком к нему. Оказавшись рядом, светлячки спариваются, а самка немедленно откладывает в землю оплодотворенные яйца, из которых в дальнейшем вылупятся личинки, плоские по форме и коричневые по цвету. Некоторые личинки светятся до самого момента превращения в жуков. Небольшие хитрости женской половины Привлечение потенциального партнера — далеко не единственная причина, почему светляки используют свой дар к биолюминесценции. Некоторые виды мерцающих жуков могут вырабатывать свет для кардинально противоположных целей. Например, светлячки, относящиеся к виду Photuris способны в точности копировать сигналы светляков другого вида. Таким образом, самки обманывают доверчивых чужаков-самцов. Когда те подлетают в надежде спариться, самки Photuris пожирают их и получают достаточное количество питательных веществ для себя и готовых вылупиться из земли личинок своего вида.
То есть это определенно будет одно из тех гигантских чисел с кучей нулей, но, в общем-то, нулей будет не так много, как можно было бы ожидать. Есть два числа: «ноль» и «все, что переполняет твой тип данных». И наш первый вопрос: откуда вообще берется свет светлячка? Кажется, что светлячки наполнены светящимся в темноте желе, но на самом деле светится тонкий слой, которым они покрыты[1]. Сами органы при этом занимают площадь чуть больше квадратного миллиметра. Так что можем взять это число, чтобы прикинуть яркость светлячков. Огни светлячков не всегда «включены».
Схема, по которой они вспыхивают и гаснут, зависит от вида светлячка и окружающей обстановки. Эти вспышки несут определенную информацию, часть которой можно расшифровать, используя эту замечательную диаграмму [4]. Сам не знаю, почему мне так нравится этот график. Как и таблица размеров песчинок из выпуска «Звездный песок». Чтобы получить максимальную яркость, допустим, что огни наших светлячков обладают практически полным коэффициентом заполнения — подобно огненосным щелкунам. Как эти 0,0006 люмена соотносятся со светом Солнца?
Как выглядит светлячок
Однако искусственные источники света дезориентируют насекомых, и многие из них попросту не могут найти пару. Свет не только мешает им видеть друг друга, но и заставляет некоторых насекомых думать, что на улице день. Еще одна серьезная проблема — потеря среды обитания. Пространства, где с комфортом обитали личинки светлячков, активно застраиваются, превращаясь в жилые кварталы, парковки и поля для гольфа. Светлячки также страдают из-за использования сельскохозяйственных пестицидов. Особенно опасны они для личинок, которые до 2 лет проводят под землей. Что делать Люди, проживающие в зоне обитания светлячков, могут внести свой вклад в сохранение видов. Поскольку большую часть жизни эти жуки проводят под землей или во влажной почве, где могут охотиться на дождевых червей, жители частных домов могут создать подходящую для личинок среду, оставив немного древесного мусора и опавших листьев по краям участка, а также позволив траве расти дольше, чтобы почва оставалась влажной. Эксперты рекомендуют сократить использование уличного освещения.
Однако в природе есть множество других живых организмов, излучающих свет - коралы, медузы, глубоководные рыбы… В их клетках встречаются одновременно и люцифераза, и флюоресцирующие белки например, небезызвестный GFP.
Они не просто находятся в одной клетке, но и настолько тесно связаны друг с другом, что возникает квантовый эффект переноса возбуждения: фотон, произведенный люциферазой, не излучаясь, переносится на GFP, который его выбрасывает уже с измененной длиной волны. Поэтому обитатели морских глубин, а также созданные на основе извлечённого из них белка GFP светящиеся мыши, поросята, рыбки и прочая живность, светятся зелёным — хотя их люцефераза изначально настроена на синий цвет. Использование GFP позволяет увеличить эффективность излучения за счёт того, что флюоресцентный белок по сравнению с люциферином таких организмов менее склонен терять возбужденное состояние без излучения кванта света. У жуков-светляков как и у люминесцентных бактерий нет белков, подобных GFP, и в этом отношении их система свечения устроена проще. Немного романтики… Учёные считают, что биолюминисценция для светлячков является средством межполового общения. Тропические и североамериканские виды светлячков иногда исполняют целые хоровые серенады для своих партнёрш. Собравшись на одном дереве, они сначала мигают каждый в своё время. Затем пара насекомых начинает делать это синхронно. Проходит немного времени, и постепенно все насекомые начинают дружно и в одно и то же время испускать короткие вспышки света.
Через полчаса целое дерево ведёт себя как единый живой организм, и может показаться, что оно просто украшено электрической гирляндой лампочек. Самки отвечают им такой же светомузыкой, вспыхивая и затухая всей стайкой. Правда, по нашим меркам «прекрасным полом» их не назовёшь: своим внешним видом бескрылые самки светлячков напоминают личинок. Светлячок, не заморачиваясь на такие мелочи, летит к своей подруге… но бывает съеден. Например, самки светлячков вида Photuris подражают свечению вида Photinus и привлекают к себе чужих мужских особей. Съедая обманутых и горько разочарованных в любви самцов, хищницы получают не только пищу, но и защиту от птиц и пауков, поскольку их добыча содержит особое химическое вещество. Впрочем, способность светится помогает привлекать противоположный пол даже другим видам — в частности, нам, людям. Известный энтомолог Эвелин Чисман в 1932 году в своих статьях писала, что некоторые экстравагантные дамы перед вечерними праздниками украшали светлячками свои платья и даже прическу, и в темноте казались усыпанными бриллиантами. Впрочем, у основной «романтической» версии свечения этих насекомых есть и непонятные моменты.
Она не объясняет, почему светятся только чуть слабее личинки, куколки и даже яйца светлячков, которые обычно закопаны в почву. Тёплыми ночами в конце июня — начале июля, идя вдоль опушки леса, в траве можно заметить яркие зелёные огоньки, будто кто-то зажег маленькие зелёные светодиоды. Летние ночи коротки, наблюдать это зрелище можно в течение буквально пары часов. Но если разгрести траву и посветить фонариком на место, где горит огонёк, можно увидеть невзрачное червеобразное сегментированное насекомое, у которого конец брюшка светится зелёным. Так выглядит самка светляка обыкновенного Lampyris noctiluca. В народе его называют иванов червячок , ивановский червячок из-за поверья, что первый раз в году появляется в ночь на Ивана Купалу. Яркий свет способны испускать лишь самки, ожидающие самцов на земле или растительности; самцы же света практически не излучают. Самец у светляка выглядит как обыкновенный нормальный жук с твердыми надкрыльями, самка же во взрослом состоянии остаётся похожей на личинку, и вовсе не имеет крыльев. Свет используется для привлечения самца.
Специальный орган, испускающий свечение, расположен на последних сегментах брюшка и устроен очень интересно: есть нижний слой клеток. Сам светоносный слой пронизан трахеями для доступа кислорода и нервами. Свет образуется при окислении специального вещества — люциферина, с участием АТФ. А сейчас немного более подробно обо всем этом. Светляк обыкновенный Lampyris noctiluca является представителем семейства светляки Lampyridae отряда жуков жесткокрылых, Coleoptera. У самцов этих жуков сигарообразное тело, длиной до 15 мм, и довольно крупная голова с большими полусферическими глазами. Они хорошо летают. Самки же своим внешним видом напоминают личинок, имеют червеобразное тело длиной до 18 мм, и бескрылы. Светляков можно увидеть на лесных опушках, сырых полянах, на берегах лесных озер и ручьев.
Главными во всех смыслах слова у них являются светящиеся органы. У большинства светляков они располагаются в задней части брюшка, напоминая большой фонарик. Органы эти устроены по принципу маяка. В них есть своего рода «лампа» - группа клеток-фотоцитов, оплетенная трахеями и нервами. Каждая такая клетка наполнена «топливом», в роли которого выступает вещество люциферин. Когда светлячок дышит, воздух по трахеям поступает в светящийся орган, где под воздействием кислорода люциферин окисляется. В процессе химической реакции высвобождается энергия в виде света. Настоящий маяк всегда излучает свет в нужном направлении - в сторону моря. Светляки в этом плане тоже не отстают.
Фотоциты у них окружены клетками, наполненными кристаллами мочевой кислоты. Они выполняют функцию рефлектора зеркала-отражателя и позволяют не расходовать ценную энергию напрасно. Впрочем, об экономии эти насекомые могли бы и не заботиться, ведь производительности их светящихся органов может позавидовать любой техник. В реакции свечения участвуют несколько химических соединений. Одно из них, устойчиво к нагреванию и присутствует в небольшом количестве - люциферин. Другое вещество - фермент люцифераза. Также для реакции свечения необходима ещё и аденозинтрифосфорная кислота АТФ. Люцифераза представляет собой белок, богатый сульфгидрильными группами. Свет образуется при окислении люциферина.
Без люциферазы скорость реакции между люциферином и кислородом крайне низкая, катализация люциферазой значительно повышает её скорость. В качестве кофактора требуется АТФ. Свет возникает при переходе оксилюциферина из возбуждённого состояния в основное. При этом оксилюциферин связан с молекулой фермента и в зависимости от гидрофобности микроокружения возбуждённого оксилюциферина испускаемый свет варьирует у различных видов светлячков от жёлто-зелёного при более гидрофобном микроокружении до красного при менее гидрофобном. Дело в том, что при более полярном микроокружении часть энергии рассеивается. Люциферазы из различных светляков генерируют биолюминесценцию с максимумами от 548 до 620 нм. В целом энергетическая эффективность реакции очень высокая: практически вся энергия реакции трансформируется в свет без испускания тепла. Все жуки содержат один и тот же люциферин. Люциферазы, напротив, у разных видов различны.
Отсюда следует, что изменение окраски свечения зависит от строения фермента. Как показали исследования, температура и рН среды оказывают существенное влияние на окраску свечения. На микроскопическом уровне свечение свойственно только цитоплазме клеток, ядро при этом остается темным. Свечение испускается находящимися в цитоплазме фотогенными гранулами. При исследовании в ультрафиолетовых лучах свежих срезов фотогенных клеток эти гранулы можно обнаружить по их другому свойству - флуоресценции,- зависящему от наличия люциферина. Квантовый выход реакции по сравнению с классическими примерами люминесценции необычайно высок, приближается к единице. Иными словами, на каждую молекулу люциферина, участвующую в реакции, испускается один квант света. Светляки — хищники, питаются насекомыми и моллюсками. Личинки светляков ведут бродячую жизнь, наподобие личинок жужелиц.
Личинки питаются мелкими беспозвоночными, преимущественно наземными моллюсками, в раковинах которых часто укрываются сами. Взрослые жуки не питаются и вскоре после спаривания и откладки яиц гибнут. Самка яйца откладывает на листья или на землю. Вскоре из них появляются личинки черного цвета с желтыми крапинами.
Регулируя подачу кислорода, насекомое фактически управляет интенсивностью свечения своего фонаря. А управляет всем этим процессом нервная система насекомого.
Высвобождаясь, кислород направляется к органу свечения, где связыватся с люциферином. В итоге запускается реакция окисления, что и заставляет брюшко светлячка светиться. Также включение подсветки иногда помогает светлячкам защищаться от других хищных насекомых.
Хищные особи нападают на пауков, муравьев, улиток и многоножек. Существуют виды, взрослые особи которых не питаются вовсе, у них даже нет рта. Почему светлячки светятся? Наверное, многим доводилось в детстве, отдыхая у бабушки или в лагере на черноморском побережье, видеть как вечером, когда стемнеет, мелькают светлячки. Дети любят собирать уникальных насекомых в баночки, и любоваться, как светятся светлячки. Органом свечения этих насекомых является фотофор.
Он располагается в нижней части брюшка и состоит из трех слоев. Самый нижний из них зеркальный. Он может отражать свет. Верхний — это прозрачная кутикула. В среднем слое расположены фотогенные клетки, которые вырабатывают свет. Как вы догадались, по своему устройству этот орган напоминает фонарик. Такой вид свечения ученые называют биолюминисценцией, возникающей в результате соединения клетки кислорода с кальцием, пигментом люциферином, молекулой АТФ и ферментом лоюциферазы. Какой свет излучают светлячки? То есть он холодный.
Свечение этих жучков относят к видимой желто-зеленой части спектра, соответствующей длинам волн до 600 нм. Интересно, что некоторые виды светлячков способны увеличивать или уменьшать интенсивность света. И даже излучать прерывистое свечение. Когда нервная система насекомого дает сигнал на «включение» света, в фотофор активно поступает кислород, при прекращении его подачи свет «выключается». И все-таки почему светлячки светятся? Ведь не ради того, чтобы порадовать взор человека? На самом деле биолюминисценция для светлячков является средством общения между самцами и самками. Насекомые непросто сигнализируют о своем нахождении, но и по частоте мерцания различают своего партнера. Североамериканские и тропические виды нередко исполняют хоровые серенады для своих партнеров, вспыхивая и затухая одновременно всей стайкой.
Группа противоположного пола отвечает им таким же сигналом.
Манящие огоньки светлячков – наука или романтика
| Светлячки - живые фонарики - Познавательно - - Хорошие новости про животных | Светлячками часто называют самых разнообразных насекомых, способных излучать свет. |
| Светлячок – светящийся жук. Где обитает, как выглядит, виды светлячков | Мечта всей жизни — увидеть это чудо, но обитают ли они в пределах 200-300 км от Москвы, и в какое время лучше пытаться их найти? |
| Насекомое светлячок: чем питается, где живет и из-за чего светится? | Продолжительность жизни светлячка. Светлячки живут всего пару недель как. Образ жизни и среда обитания светлячка Летней ночью светлячки представляют из себя. |
| Насекомое светлячок: чем питается, где живет и из-за чего светится? | Все новости О погоде Наука и космос Природа Животные Авто Коронавирус. Как светлячки светятся и почему находятся под угрозой исчезновения? |
Светлячки - живые фонарики
Фамилия Lampyridae, которая также является научным названием насекомого, происходит даже от греческого слова «lampein», что означает «сиять». Их биолюминесценция вызвана химической реакцией Люциферин - это фермент внутри живота и области хвоста светлячка, который в сочетании с кислородом, кальцием и аденозинтрифосфатом создает свет. Все это происходит в «светящемся органе» насекомого, расположенном в последних двух-трех сегментах брюшка, которым может управлять светлячок. Он может начать или остановить свечение в любое время, «дыша» кислородом, что делается через его мышцы, поскольку у него нет легких. Свет может варьироваться от желтого до зеленого, светло-красного и оранжевого. Они невероятно эффективны Свет, излучаемый светлячками, является самым эффективным светом на Земле. По данным Национальной федерации дикой природы, почти 100 процентов энергии этой химической реакции излучается в виде света, в то время как лампа накаливания излучает только 10 процентов своей энергии в виде света, а остальные 90 процентов теряются в виде тепла. Светлячки на западе США не загораются Светлячки живут в умеренных и тропических средах обитания по всему миру, на всех континентах, кроме Антарктиды. По данным Общества Xerces, во всем мире было обнаружено более 2000 видов, и только в США и Канаде было зарегистрировано около 170 видов. В США они в основном сосредоточены во влажной среде Восточного побережья; однако на Западном побережье тоже есть светлячки, только не все светятся. По данным Калифорнийского центра естественной истории, западные светлячки светятся только во времяличиночная стадия.
Они используют свои световые узоры для привлечения партнеров У каждого вида светлячков есть своя схема мерцания света, и самцы используют эту схему для привлечения самок того же вида.
На стадии развития куколки или покоя личинка светлячка образует твердую оболочку снаружи и остается неподвижной в течение нескольких недель. Может показаться, что он не движется на этом этапе, но происходит много изменений. Крылья светлячка развиваются, и насекомое превращается во взрослого жука. Полностью сформировавшийся взрослый жук, которого мы можем узнать по свечению, появляется из куколки в начале и середине лета. Главная цель взрослого светлячка — найти партнера и продолжить род. Используя люминесцентный свет, они привлекают партнеров. Существует около 2000 разновидностей светлячков во всем мире, естественно, будет некоторая изменчивость в их продолжительности жизни.
Некоторые виды могут оставаться в личиночной стадии до двух лет, и их свечение обеспечивает их безопасность в течение этого времени. В то время как свет у взрослых светлячков помогает привлекать партнеров, на личиночной стадии он также служит предупреждением для хищников.
Их биолюминесценция вызвана химической реакцией Люциферин - это фермент в области живота и хвоста светлячка, который в сочетании с кислородом, кальцием и аденозинтрифосфатом создает свет. Все это происходит в «светящемся органе» насекомого, расположенном в последних двух или трех сегментах брюшка, и им может управлять светлячок. Он может начать или остановить свечение в любое время, «вдыхая» кислород, что осуществляется через его мышцы, поскольку у него нет легких. Цвет света может варьироваться от желтого до зеленого, светло-красного и оранжевого. Они невероятно эффективны Свет, излучаемый светлячками, - самый эффективный свет на Земле. По данным Национальной федерации дикой природы, почти 100 процентов энергии этой химической реакции выделяется в виде свет, в то время как лампа накаливания излучает только 10 процентов своей энергии в виде света, а остальные 90 процентов теряются в виде света.
Светлячки на западе США не загораются Светлячки живут в средах умеренного и тропического климата по всему миру, на всех континентах, кроме Антарктиды. По данным Общества Xerces, во всем мире было обнаружено более 2000 видов и около 170 задокументированы только в США и Канаде. В США они в основном сконцентрированы во влажных средах Восточного побережья; однако на Западном побережье тоже есть светлячки - за исключением того, что загораются не все. По данным Калифорнийского центра естественной истории, западные светлячки светятся только на стадии личинки. Они используют свои световые узоры, чтобы привлечь партнеров У каждого вида светлячков есть своя собственная схема мигания света, и самцы используют ее, чтобы привлечь самок одного и того же вида. Самец светлячка будет знать, заинтересован ли потенциальный партнер, по тому, сколько времени у него уйдет на то, чтобы вернуть ответ.
Так что можем взять это число, чтобы прикинуть яркость светлячков. Огни светлячков не всегда «включены». Схема, по которой они вспыхивают и гаснут, зависит от вида светлячка и окружающей обстановки.
Эти вспышки несут определенную информацию, часть которой можно расшифровать, используя эту замечательную диаграмму [4]. Сам не знаю, почему мне так нравится этот график. Как и таблица размеров песчинок из выпуска «Звездный песок». Чтобы получить максимальную яркость, допустим, что огни наших светлячков обладают практически полным коэффициентом заполнения — подобно огненосным щелкунам. Как эти 0,0006 люмена соотносятся со светом Солнца? Другими словами, в пересчете на единицу массы светлячки ярче, чем Солнце. Даже несмотря на то, что биолюминесценция в миллионы раз менее эффективна, чем вызванное термоядерным синтезом свечение Солнца, наше светило не в состоянии быть таким же ярким, потому что ему приходится светить в миллиарды раз дольше[5]. Что ж, разложим формулу по полочкам. Первая половина — числитель — примерное соотношение между длительностью свечения Солнца и светлячка.
Я рискнул предположить, что светлячок сияет по несколько часов за ночь в течение одного лета, а Солнца хватит еще на пять миллиардов лет.
Светлячки - живые фонарики
Почему светлячки имеют способность к биолюминесценции? Сумерки, упоительно пахнут розы, а между деревьев в саду мерцают золотыми огоньками светлячки. Мечта всей жизни — увидеть это чудо, но обитают ли они в пределах 200-300 км от Москвы, и в какое время лучше пытаться их найти? 3 года; имаго — несколько дней. Учёные полагают, что взрослые светлячки живут за счёт нектара и пыльцы, или не едят вообще.
Экологи предупредили о возможном исчезновении светлячков
Свечение светлячков может быть длительным (постоянным), как у обыкновенного светлячка, или в виде коротких или более длительных вспышек, как у видов Luciola, светящихся в полёте. Сколько живут светлячки? Учитывая каждую стадию развития от яйца до взрослого, светлячки обычно живут около года. Встретить светлячков, занесенных в Красную книгу Москвы под 1 категорией редкости, можно в природном комплексе Зеленограда. Продолжительность жизни светлячка. Светлячки живут всего пару недель как. Образ жизни и среда обитания светлячка Летней ночью светлячки представляют из себя. Светлячки, ведущие дневной образ жизни, зачастую не нуждаются в способности испускать свет, потому она отсутствует у них.
Куда деваются светлячки в течение дня?
| Какова продолжительность жизни светлячка? | Размножение, потомство и продолжительность жизни жука светлячка. Личинка светлячка Как было сказано ранее, своим светом светлячки привлекают к себе половинок противоположного пола и спариваются с ними. |
| Светлячки (Lampyridae): «проводники света» в ночи | В странах Юго-Восточной Азии живут светлячки, способные координировать подачу своих «любовных призывов» с сигналами находящихся поблизости сотоварищей. |
| Обыкновенный светляк. Живое сияние светлячков! Размножение и продолжительность жизни | Продолжительность жизни светлячка — 12-24 месяца. Еще факты. |
| Светлячки (Lampyridae): «проводники света» в ночи | Сколько живет светлячок? |
| Почему светлячки находятся на грани вымирания | Продолжительность жизни светлячков может варьировать в зависимости от вида и условий обитания, но в среднем они живут около 2-3 недель. |
Ученые предупреждают: из-за изменения среды обитания светлячки могут исчезнуть
| Жук светлячок: как выглядит, что ест и почему светится? | Сколько живут светлячки? Средняя продолжительность жизни светлячков в зависимости от вида может варьироваться от нескольких недель до нескольких месяцев. |
| Жуки-светляки: интересные факты и сведения | Так уж вышло, что до этого случая я за всю свою жизнь ни разу не видела своими глазами ни одного светлячка. |
Светлячки — почему светятся и какую пользу приносят садоводам?
Продолжительность жизни светлячков около 2 месяцев (это во взрослой стадии жука). Жизнь атомных ядер. Сколько живет светлячок?