（图源：sciencenews.org）

“徂暑初残夜，飞萤遍曲塘”

“雾柳暗时云度月，露荷翻处水流萤”

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古代有不少描写萤火虫的优美诗句，夏季的夜晚，我们总能看到在空中翩翩起舞的小小萤光。萤火虫在它们一生经历的卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段都能发光，你知道萤火虫是怎么发光的吗？

萤火虫发光的秘密

萤火虫发光的秘密在于它的腹部有一个叫做“灯笼”的发光器官，这个器官看起来像一系列的管子，逐渐延伸出更小的管子，就像一棵树的树枝长出小树枝一样。这些管子的作用是为发光器官的细胞提供氧气，而细胞中含有的荧光素酶能够让不同种类的萤火虫发出各种颜色的荧光。

萤火虫“灯笼”的层析重建图（图源：eurekalert.org）

萤火虫通过结合一种叫做萤光素（luciferin）的化学物质、萤光素酶、氧气以及细胞工作的燃料ATP，就能在腹部的发光器官中发生化学反应。这种化学反应以光的形式释放能量，从而照亮萤火虫的身体。

萤火虫发光的目的，除了要照明之外，还有求偶、警戒、诱捕等用途。发光也是它们的一种沟通工具，不同种类萤火虫的发光方式、发光频率及颜色也有所不同，借此来传达不同的讯息。

（图源：eurekalert.org）

萤火虫的仿生学

萤火虫曾为科学家制造发光二极管（LED）提供了灵感。2019年2月19日，宾夕法尼亚州立大学博士陈长江在《Optik》杂志上发表的文章称：“仿萤火虫结构制造的新型LED可以将发光效率提高到90%。”

现有的许多LED灯在其表面蚀刻有金字塔状的微结构阵列，这有助于将产生的光从其表面发射出来，而不是被反射回去。而萤火虫腹部的“灯笼”也有这样的结构，可以起到同样的作用。

LED——对称表面（图源：eurekalert.org）

陈长江博士发现，与LED灯的微结构不同，昆虫身上的微结构是不对称的。这种结构能使光与表面进行充分的相互作用，从而减少光损失。当一些光被“金字塔”的两个不同角度的斜坡反射回来时，反射的随机化效应更大，使光更容易逃逸。

萤火虫——不对称表面（图源：eurekalert.org）

于是，陈长江博士和他的同事们利用纳米级3D打印技术，在传统LED的表面创建了一组微观倾斜的“金字塔”。 经过测试，这些新型LED具有高达90%的光提取效率。

萤火虫面临的威胁

萤火虫为人类的生产生活做出了巨大的贡献，然而它们现在却面临着威胁。 2020年2月3日，塔夫茨大学生物学教授萨拉·刘易斯（Sara M Lewis）发表于《生物科学》月刊的文章称， 全球已知的2000多种萤火虫中，许多种类正面临灭绝。这到底是什么原因造成的呢？

栖息地丧失：萨拉·刘易斯指出，许多野生动物物种正在减少，因为它们的栖息地正在缩小。栖息地丧失被认为是萤火虫最大的威胁并不令人感到意外，有些萤火虫需要特殊的条件来完成它们的生命周期（比如马来西亚萤火虫就需要红树林来栖息），在栖息地消失时就会受到极其严重的打击。

（图源：sciencenews.org）

光污染：在过去的100年里，科技和电力的迅速发展使得夜间人造光的数量以指数级的速度增长。所有这些新的人造光都在破坏自然的生物节律，并对萤火虫的交配仪式造成了严重破坏。雄性萤火虫依靠其生物发光来吸引雌性萤火虫，而雌性萤火虫以闪烁的方式回应，夜晚人造光太强会干扰萤火虫的求偶仪式，进而影响萤火虫种群的繁殖。

杀虫剂的广泛使用：杀虫剂会直接伤害萤火虫，也会破坏萤火虫的栖息环境，更会影响它们的食物链。因此，人类使用杀虫剂也极大地威胁着萤火虫种群。

（图源：scienceabc.com）

萤火虫是仲夏夜里飞舞的小精灵，也承载着很多人童年的记忆。重视萤火虫，保护萤火虫已经刻不容缓。不要让萤火虫只能出现在绘本里，让我们一起保护环境，留住这些美好的生灵，留住萤光点点的自然美景！

参考文献：

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3. %3Dihub

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