解答专家
马克·布拉纳姆（Marc Branham）
美国佛罗里达大学昆虫学与线虫学系助理教授
萤火虫靠体内产生的一种化学反应来发光，这种发光方式称为生物发光。人们最为熟知的生物发光的例子可能就是萤火虫发光。在生物发光反应中起作用的酶，即萤光素酶参与的情况下，细胞内的氧，与钙、储能分子三磷酸腺苷（ATP）以及萤光素一结合便会发光。与会大量发热的灯泡发光不同，萤火虫发出的是“冷光”。在这个过程中，不会散发很多热量导致能量消耗过多，这点对萤火虫至关重要。如果它的发光器官也像灯泡那样发热，萤火虫将无法存活。
萤火虫可以控制发光器官内化学反应的开始与结束，以使光产生或消失。在这种化学反应中，氧必不可少。有氧时，发光器官就被点亮；无氧时，光就消失。昆虫没有肺，它们通过一系列复杂的逐次变细的微气管，把氧从体外输送到体内细胞。控制微气管中氧输送的肌肉工作速度相对较慢，因此，在过去很长一段时间里，萤火虫中的某些种类为何能如此之快地发光一直是个谜。直到最近研究人员才发现，一氧化氮在萤火虫对发光的控制上发挥了关键作用。简单地说，萤火虫不发光时，也就没有一氧化氮产生，此时氧被束缚在细胞中线粒体的表面，不能被输送到发光器官中；当一氧化氮存在，线粒体受到抑制时，氧就能进入到发光器官中与其他化学物质结合，产生生物发光反应。但是，由于一氧化氮降解迅速，一旦一氧化氮停止产生，线粒体中的氧很快被重新束缚住，发光也即告结束。
萤火虫发光的原因似乎有很多。萤火虫的幼虫可短暂发光，而且主要是在夜间发光。尽管很多种类的萤火虫幼虫是在地下生活或半水生的，不过这些幼虫仍有同样的发光特性。萤火虫体内能产生防御性类固醇，让捕食者认为它们不好吃。而幼虫则通过发光示警捕食者，它们的味道不好。萤火虫成虫大多按照其同类特有的模式来闪光，从而使它们能够识别同类成员并辨别出异性成员。若干研究表明，雌性萤火虫选择配偶所依据的是雄性自身的闪光模式特征。在两个不同种类的萤火虫中人们均发现，闪光速度较快且闪光强度较高的雄性萤火虫对雌性更有吸引力。
然而，某些种类的萤火虫成虫根本就不发光，它们靠信息素来寻找配偶。利用信息素作为求爱信号是萤火虫原始的求爱方式，而用光作为求爱信号是后期演化的结果。有些萤火虫兼用两种求爱方式，在演化上，它们是介于只能发出信息素和只能发出光的萤火虫之间的物种。
◎译者：徐彬
