Светлячки — светящееся чудо природы

Летающие, мерцающие огни светлячков — настоящий мистический аттракцион в летнюю пору. Но много ли мы знаем о том, что собой представляют светлячки. Вот несколько фактов о них.

1. Что собой представляют жуки-светлячки
Светлячки являются ночными насекомыми — ведут активный образ жизни ночью. Это члены семейства крылатых жуков Lampyridae (что в переводе с греческого означает «светить») . Название «светлячок» немного вводит в заблуждение, потому что из более чем 2000 видов светлячков, только некоторые из этих видов обладают способностью загораться светом.

2. Кроме светлячков есть другие типы светящихся видов
Светлячки, вероятно, являются одним из наиболее популярных видов, из-за своей способности светиться. Большинство биолюминесцентных существ живут в океане — люди мало имеют контактов с ними. Их свет создаётся с помощью химической реакции, в ходе которой кислород соединяется с кальцием, аденозинтрифосфатом (АТФ) и люциферином с помощью фермента люциферазы. Светлячки используют свою биолюминесценцию, вероятно, чтобы отпугивать хищников.

3. Не все светлячки имеют «огонь»
Светлячки, большая часть их видов, просто не горят. Небиолюминесцентные светлячки, которые не производят свет, как правило, не являются ночными жуками — они наиболее активны в течение дня.

4. Учёные обнаружили люциферазы благодаря светлячкам
Единственный способ получить химическое вещество люциферазу — извлечь его из светлячка. В конце концов, учёные выяснили, как создавать синтетические люциферазы. Но некоторые люди до сих пор собирают фермент от «летающих фонариков». Люциферазы используется в научных исследованиях для тестирования безопасности пищевых продуктов и некоторых процедур судебно-медицинской экспертизы.

5. Светлячки являются энергоэффективными
Огни светлячков самые эффективные источники энергии в мире. Сто процентов создаваемой ими энергии излучается через свет. Для сравнения, лампа накаливания излучает лишь 10 процентов своей энергии в виде света, а люминесцентные лампы испускают в виде света 90 процентов своей энергии.

6. Их световое шоу — это акты спаривания
Большинство летающих самцов светлячков ищут партнёра. Каждый вид имеет специфическую картину света, которую они используют для связи друг с другом. После того, как самка видит самца и отвечает на его любовь, она реагирует на него таким же световым узором. Обычно самки сидят на растениях, ожидая самца.

7. Некоторые виды имеют способность к синхронизации своего мигания
Учёные не уверены, почему светлячки делают это, но некоторые теории предполагают, что светлячки это делают для того, чтобы стать более заметными. Если группа жучков-светлячков мигают единым шаблоном, то скорее всего, они это делают, чтобы привлечь внимание самок. Единственный вид светлячков в Америке, которые мигают синхронно — Фотин carolinus. Они живут в Национальном парке США «Грейт — Смоки» , где служба парка организует для посетителей часы на вечернее световое шоу.

8. Не все светлячка светят одинаково
Каждый вид имеет свой собственный специфический цвет света. Некоторые производят свечение синего или зелёного цвета, а другие светятся оранжевым или желтым цветом.

9. На вкус они отвратительны
В отличие от цикады, светлячки не могут быть приготовлены в запеченных на гриле жуков. Если вы попробуйте съесть светлячка, у него будет горький вкус. Жуки могут оказаться даже токсичными. Когда светлячки подвергаются нападению, они проливают капли крови. Кровь содержит химические вещества, которые создают горький вкус и яд. Большинство животных знают это и избегают жевать светлячков.

10. Светлячки иногда практикуют каннибализм
Когда светлячки всё ещё находятся в стадии личинки, они готовы полакомиться улитками. Обычно, когда они созревают, становятся вегитарианцами — отходят от мяса. Учёные полагают, что взрослые светлячки живут за счёт нектара и пыльцы, или не едят вообще. Но вот другие, светлячки, например Photuris — могут наслаждаться поеданием их собственного вида. Photuris самки часто едят самцов других родов. Они привлекают ничего не подозревающих жуков, имитируя их световой рисунок.

11. Их число сокращается
Есть несколько причин, почему население светлячков сокращается, в том числе изменения климата и разрушение среды обитания. Когда из-за строительства дорог или иного строительства, нарушается среда обитания светлячка, они не мигрируют на новое место, а просто исчезают.

12. Наслаждайтесь световым шоу светлячков, пока есть такая возможность
Исследователи мало знают о светлячках и не дают однозначного ответа, почему они исчезают. Наслаждайтесь световым шоу, пока это насекомое ещё существует в природе. Возможно, поколениям людей, которые придут вслед за нами, не будет дана такая возможность, увидеть этих жуков с их удивительным мистическим свечением.

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.

Теплой летней ночью светлячки (по-научному светляки) мелькают в поле то тут, то там, как дальние молнии. Поймайте одного светлячка, посадите его в банку и понаблюдайте за ним. Огонек светлячка светит мистическим желто – зеленым светом. Огонек выглядит странно холодным, да он и в самом деле такой.

Огонек светлячка не похож на солнечный свет: он светит, но почти не греет. Удивительно, но факт: светлячки - это разновидность жуков.

Светлячки

Существует более 2000 видов светлячков. Взрослые особи имеют коричневую или черную окраску, их размеры достигают 1,5 сантиметра. Молодые светлячки вылупляются из яиц, спрятанных в земле. Как и положено насекомому, из яйца вылупляется не взрослое животное, а личинка. Окраска личинки такая же, как у взрослых особей - как правило, коричневая, но по форме личинки плоские. Личинки некоторых видов светлячков светятся все время.

Чем светлячки светят?

Свет излучается участком поверхности светлячка на его брюшке специальными клетками, которые называются фотоцитами. Два химических соединения в фотоците - люциферин и люцифераза - взаимодействуют друг с другом, продуцируя световую энергию. Слово «Люцифер» по-латыни означает «светоносный». Произведенная в ходе реакции энергия возбуждает атомы в молекуле люциферина, и они испускают фотоны света. Под слоем фотоцитов лежит слой других клеток, наполненных белым веществом. Этот слой играет роль отражателя света. Есть и другие

Живое сияние

«...сначала там мигали только две или три зеленые точки, плавно скользившие среди деревьев.
Но постепенно их становилось больше, и вот уже вся роща освещена фантастическим зеленым заревом.
Никогда нам не доводилось видеть такого огромного скопления светлячков.
Они носились облаком среди деревьев, ползали по траве, кустам и стволам...
Потом сверкающие потоки светлячков поплыли над заливом...»

Дж.Даррелл. «Моя семья и другие звери»

Слышал о светлячках, наверное, каждый. Многие их видели. Но что мы знаем о биологии этих удивительных насекомых?

Светлячки, или светляки, – представители отдельного семейства Lampyridae в отряде жуков. Всего их насчитывается около 2000 видов, и распространены они практически по всему свету. Размеры разных видов светлячков составляют от 4 до 20 мм. У самцов этих жуков сигарообразное тело и довольно крупная голова с большими полусферическими глазами и короткими антеннами, а также весьма надежные и крепкие крылья. А вот самки светлячков обычно бескрылы, мягкотелы и своим внешним видом напоминают личинок. Правда, в Австралии есть виды, у которых крылья развиты как у самцов, так и у самок.

Все виды светляков обладают удивительной способностью испускать в темноте мягкий фосфоресцирующий свет. Их орган свечения – фотофор – чаще всего располагается на конце брюшка и состоит из трех слоев. Нижний слой выполняет роль рефлектора – цитоплазма его клеток заполнена микроскопическими кристалликами мочевой кислоты, отражающими свет. Верхний слой представлен прозрачной, пропускающей свет кутикулой – словом все, как в обычном фонаре. Собственно фотогенные, вырабатывающие свет клетки, расположены в среднем слое фотофора. Они густо оплетены трахеями, по которым поступает воздух с необходимым для реакции кислородом, и содержат огромное количество митохондрий. Митохондрии вырабатывают энергию, необходимую для окисления особого вещества люциферина при участии соответствующего фермента – люциферазы. Зримым результатом этой реакции и является биолюминесценция – свечение.

Коэффициент полезного действия фонариков светлячков необыкновенно высок. Если в обычной электрической лампочке в видимый свет превращается лишь 5% энергии (а остальная рассеивается в виде тепла), то у светлячков в световые лучи переходит от 87 до 98% энергии!

Свет, испускаемый этими насекомыми, относится к довольно узкой желто-зеленой зоне спектра и имеет длину волны 500–650 нм. Ультрафиолетовых и инфракрасных лучей в биолюминесцентном свете светлячков нет.

Процесс свечения находится под нервным контролем. Многие виды способны по своему желанию уменьшать и увеличивать силу света, а также испускать прерывистый свет.

Обладают светящимся органом как самцы, так и самки светлячков. Более того, светятся, хотя и гораздо слабее, личинки, куколки, и даже отложенные этими жуками яички.

Свет, испускаемый многими тропическими видами светлячков, очень яркий. Первые европейцы, поселившиеся в Бразилии, при отсутствии свечей освещали свои дома светлячками. Ими же наполняли лампады перед иконами. Индейцы, путешествуя ночью через джунгли, до сих пор привязывают к большим пальцам на ногах крупных светлячков. Их свет не только помогает видеть дорогу, но и, возможно, отпугивает змей.

Энтомолог Эвелин Чисман в 1932 г. писала, что некоторые эксцентричные дамы Южной Америки и Вест-Индии, где водятся особенно крупные светлячки, перед вечерними праздниками украшали этими насекомыми свои прическу и платье, и живые украшения на них сверкали подобно бриллиантам.

Мы с вами не можем полюбоваться свечением ярких тропических видов, но и у нас в стране живут светлячки.

Наш наиболее обычный большой светляк (Lampyris noctiluca ) известен еще под названием «иванов червячок ». Такое название получила самка этого вида, имеющая удлиненное бескрылое тело. Именно ее довольно яркий фонарик мы обычно замечаем по вечерам. Самцы иванова червячка – маленькие (около 1 см) бурые жучки с хорошо развитыми крыльями. У них тоже есть органы свечения, но заметить их обычно можно, только взяв насекомое в руки.

В книге Джеральда Даррелла, строки из которой взяты в качестве эпиграфа к нашей статье, упоминается, скорее всего, летающий светлячок - жук люциола мингрелика Luciola mingrelica , встречающийся не только в Греции, но и на побережье Черного моря (в том числе в районе Новороссийска), и часто устраивающий там похожие фантастические представления.

Photinus pyralis в полёте

А в Приморье можно встретить редкого и малоизученного светлячка пироцелию (Pyrocaelia rufa ). И самцы и самки этого вида активно светятся в темные августовские ночи.

В Японии обитают Luciola parva и Luciola vitticollis .

Считается, что биолюминесценция светлячков – средство межполового общения: световыми сигналами партнеры дают знать друг другу о своем местонахождении. И если наши светлячки светятся постоянным светом, то многие тропические и североамериканские формы мигают своими фонариками, причем в определенном ритме. Некоторые виды исполняют для своих партнеров настоящие серенады, причем хоровые, вспыхивая и затухая в унисон всей стаей, собравшейся на одном дереве.

А жуки, расположившиеся на соседнем дереве, тоже вспыхивают согласованно, но не в такт с светлячками, сидящими на первом дереве. Также, в своем собственном ритме, светятся жучки и на других деревьях. Очевидцы говорят, что это зрелище настолько яркое и красивое, что затмевает иллюминацию крупных городов.

Час за часом, неделями и даже месяцами, жучки мигают на своих деревьях все в том же ритме. Ни ветер, ни сильный дождь не могут изменить интенсивности и частоты вспышек. Только яркий свет луны способен на некоторое время притушить эти уникальные природные фонарики.

Можно нарушить синхронность вспышек, если осветить дерево яркой лампой. Но, когда внешний свет погаснет, светлячки опять, словно по команде, начинают мигать. Сначала те, что в центре дерева, приспосабливаются к одному ритму, потом соседние жуки подключаются к ним и постепенно волны вспыхивающих в унисон огоньков распространяются по всем ветвям дерева.

Самцы разных видов светлячков летают в поисках вспышек определенной интенсивности и частоты – сигналов, испускаемых самкой своего вида. Как только огромные глаза улавливают нужный световой пароль, самец опускаются рядом, и жуки, посияв друг для друга огнями, совершают таинство бракосочетания. Впрочем, эта идиллическая картина может иногда нарушаться самым кошмарным образом по вине самок некоторых видов, принадлежащих к роду Photuris . Эти самки испускают сигналы, привлекающие самцов других видов. А потом попросту закусывают ими. Подобное явление носит название агрессивной мимикрии .