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第19章 动植物的光

神奇的萤火虫

萤火虫图一萤火虫在全世界约有2000种,分布于热带、亚热带和温带地区。根据中国几位专家的统计,我国发现的种类约有100余种,再加上未发现的种类,总共可能有150种。小至中型,长而扁平,体壁与鞘翅柔软。前胸背板平坦,常盖住头部。头狭小,眼半圆球形,雄性的眼常大于雌性。腹部7~8节,末端下方有发光器,能发黄绿色光。萤火虫夜间活动,卵、幼虫和蛹也往往能发光,成虫的发光有引诱异性的作用。幼虫捕食蜗牛和小昆虫,喜欢栖于潮湿温暖,草木繁盛的地方。成虫仅仅进食一些露水或花粉等。科学家研究表明,有一种萤火虫,是要靠吃掉雄性萤火虫来繁衍并且保护后代生存的。这种“致命情人”目前还没有在中国发现,它们大多生活在北美。它们不像中国的萤火虫成虫那样,一生不取食,或者仅仅食用花粉及露水等,它们是标准的捕食昆虫。这种萤火虫可通过模仿其他种类萤火虫的雌性闪光来“引诱”雄性,等雄性萤火虫以为自己的求爱得到应答,赶来幽会时,就会被对方吃掉。

夏季时,它们一般会在河边、池边、农田出现,活动范围一般不会离开净水源。相对而言,雄性萤火虫较为活跃,主动四处飞来吸引异性。雌性停在叶上等候发出讯号。在萤火虫体内有一种磷化物——发光质,经发光酵素作用,会引起一连串化学反应,它发出的能量只有约一成多转为热能,其余多变作光能,其光称为冷光。常见萤火虫的光色有黄色、红色及绿色。雄萤腹部有两节发光,雌萤只有一节。亮灯是耗能活动,不会整晚发亮,一般只维持2~3小时。成虫寿命一般只有5天至两星期,这段时间主要为交尾繁殖下一代。在日落1小时后萤火虫非常活跃,争取时间互相追求。雄虫会在20秒中闪动一次亮光,再等20秒,再次发出讯号,耐心等待雌虫的一次强光回应。当没有反应,雄的会飞往别处。

萤火虫图二萤火虫幼虫分为水生和陆生。幼虫一般需要6次蜕变后才进入蛹阶段。幼虫喜吃螺类和甲壳类动物,捕捉猎物后会先麻醉再将其消化的物质注入身体,把肉分解。

萤火虫在天黑时才开始发光。寻找萤火虫宜用电筒照路,避免直照草堆。萤火虫受电筒照射时可能暂时停止发光,反而找不到它们。

至于萤火虫发光的目的,早期学者提出的假设有求偶、沟通、照明、警示、展示及调节族群等功能;但是除了求偶、沟通之外,其他功能只是科学家观察的结果,或只是臆测。直到近几年,才有学者验证了“警示说”:1999年,学者奈特等人发现,误食萤火虫成虫的蜥蜴会死亡,证实成虫的发光除了找寻配偶之外,还有警告其他生物的作用;学者安德伍德等人在1997年以老鼠做试验,证实幼虫的发光对于老鼠具有警示作用。

乌贼的“发光弹”

乌贼生活在热带和温带沿岸的浅水中,冬季常迁至较深海域。常见的乌贼在春、夏季繁殖,约产100~300粒卵。乌贼主要吃甲壳类、小鱼或互食。主要敌害是大型水生动物。乌贼肉可食,墨囊可制墨水,内壳可喂笼鸟以补充钙质。现代的乌贼出现于2100万年前的中新世,祖先为箭石类。

善用发光弹避敌的乌贼

乌贼鱼每当遭遇敌害时便会放出一团墨汁,来蒙蔽敌害的视线。殊不知它还有一手,在四周漆黑的深海里,放墨汁是无济于事的。这时乌贼会从墨囊里喷出另一种液体,这种液体喷出后会形成一团发光的“火球”,把来敌吓一大跳,它便趁机逃之夭夭。乌贼的这种“发光弹”温度不高,也是一种冷光源。

鱼光奇观

海洋里的鱼类,有很多能发出亮光。一般来说,能发光的鱼类多居于深海,浅海里能发光的鱼类比较少。

鱼类是依靠身体上的发光器官发光的。这些发光器官的构造很巧妙,有的具有透镜、反射镜和滤光镜的作用,会折射光线;有的器官内的腺细胞,会分泌出发光的物质。

还有些鱼是因为鱼体上附有共栖性的发光细菌,这些发光细菌在新陈代谢过程中会发出亮光。鱼体上发光器官的大小、数目、形状和位置,因鱼的种类而各有不同。大多数鱼类的发光器官是分布在腹部两侧,但也有生长在眼缘下方、背侧、尾部或触须末端。

光脸鲷

1964年,海洋生物学家戴维在红海首次发现一种十分奇特的闪光鱼——光脸鲷。它的身体只有7~10厘米长。这种小鱼生活在红海和印度洋不到10米的深处,或者在较深的珊瑚礁上,发出的光十分明亮,在水下18米远处就能发现它。

一条光脸鲷所发的光能够使人在黑夜看清手表上的时间,所以潜水员常常把它们捉住后放在透明的塑料袋中,作为水中照明之用。

海洋生物学家认为,到目前为止,光脸鲷的发光亮度在所有发光动物中是最亮的,因此有“壮观的夜鱼”之称。

白天,光脸鲷隐匿在洞穴或珊瑚礁中,仅在没有月光的夜晚才冒险出来,常常12~60条一起活动,多时可达200条。它们不成线状排列,而排成球形队列。当它们一齐拉下皮膜时,群鱼的发光器官好似无数的明亮星星,组成了一个巨大的亮球,以此来引诱小型甲壳动物和蠕虫作为自己的食物,但同时也不可避免地招来了一些大型的凶猛鱼类。当它将要受到威胁或袭击的时候,会立即巧妙地拉上皮膜,顿时漆黑一团,它们则乘机溜之大吉。

像许多其他鱼类一样,光脸鲷的发光也依赖于共生发光细菌作为它的光源。据测定,这种鱼的一个发光器官中大约有10亿个发光细菌。这些细菌侵入到鱼的发光器官上,为自己安排了一个良好的生存环境,寄主则为它们提供了充足的养料,它们也帮助寄主引诱食物和逃避敌害。由发光细菌共生而引起的发光现象,甚至在动物体死后的几小时,还能继续发光。

最近,一位海洋生物学家做了一个有趣的实验:他把捕捉到的光脸鲷放在室内的水族箱里,同时做了一个能闪光的脸鲷的精细模型。当模型放入水族箱的时候,光脸鲷就纷纷向模型游来,并拉下皮膜,闪显出黄绿色的光。这说明了光脸鲷的闪光是彼此联络的信号,也是它们群居生活的一个特征。

有“探照灯”的鱼

一支在加勒比海从事科研工作的考察队,发现了一种极为罕见的鱼,在它的两只眼睛之间有一种能发光的特殊器官。至今,这种鱼只在1907年牙买加沿岸附近被捕获过,那时当地的渔民把它叫做“有探照灯的鱼”。

科学家已查明,这种奇特的鱼生活在海洋170多米的深处,它的光源是一种特殊的能发光的细菌,借助其“探照灯”,这种鱼能照亮其前方近15米远。

灿烂美丽的月亮鱼

如果你有机会站在南美洲沿海岸遥望夜海,那么将会看到海面有许许多多圆圆的月亮般的鱼,这就是月亮鱼。

月亮鱼个体不太大,每条重500克左右,其肉肥厚丰满,它的身体几乎呈圆形,鱼体的一边,体色银亮,并能放射出灿烂的珍珠光彩。由于它的头部隆起,眼睛很大,很像一只俯视的马头,因此也有“马头鱼”别称。

迷惑对方的闪光鱼

闪光鱼只有几厘米长,它在水里发光时,你可以凭借其光亮看清手表上的时间。鱼类专家们发现,它们是用“头灯”发光的,在它们的两眼下有一粒发出青光的肉粒,这是闪光鱼用头探测异物、捕食食物,并与同类沟通的器官。一群闪光鱼聚在一起时,人们从老远就能看见它们。

闪光鱼主要生活在红海西部和印度尼西亚东海岸。它们白天住在礁洞深海处,晚上就沿着海床觅食嬉戏。它们头上的闪光灯平均每分钟可闪光75次,遇到同类时闪光频率会发生变化,受到追逐时,也有特定的闪动频率,用以迷惑对方。

光怪陆离的五彩鱼光

不同的鱼会发出不同颜色的亮光,同一类的鱼也会发出不同颜色的光。

生活在深海里的鱼安康鱼,背鳍第一条鳍的末端有一个发光器官,能发出红、蓝、白三种颜色的光,像一盏小灯笼。它的腹部有两列发光器,上列发出红色、蓝色和紫色的光,下列发出红色和橘黄色的光。

生活在深海里的角鲨,能够发出一种灿烂的浅绿色光。太平洋西岸的浅海里,有一种属于蟾鱼科的集群性小鱼,它的身体两侧各生有大约300个发光器能发出奇异的光彩。在昂琉群岛和新加坡岛附近的海里,有一种小宝钰鱼,它的发光器官分布在消化道周围,由于鱼鳔的反射,这种鱼就像看不到钨丝的乳白电灯。

马来亚浅海有一种灯鲈鱼,能发出白中带绿的亮光,很像月光反射在波浪上;此处的另一种灯眼鱼,能发出星状的光亮,看起来好像落在水里的星星。

鱼类所发出的光是没有热量的,是冷光,也叫动物光。它们发光的目的各不相同。安康鱼发光是为了招引异性;松球鱼遇敌侵扰时,会发出“光幕”,用来迷惑敌人,吓唬敌人,警告同类。更多鱼类的发光,是为了照明,以便在漆黑的海水深处寻觅食物。

蠕虫的光

在太平洋发现了一种奇怪的海底生物,能从身体中释放明亮的发光物抵御天敌。这些蠕虫能够像战斗机驾驶员那样,在发现被热跟踪导弹追击时发射火球引开导弹的追击。

遇到危险时,这些蠕虫会释放出充满液体的气球,气球会突然爆破形成亮光,照亮数秒,然后光线逐渐消退。科学家相信,这种“炸弹”功能是一种防御武器。在黑暗的深海中闪烁这种绿光可能会让天敌分心,蠕虫从而有机会逃生。科学家在菲律宾群岛、美国西部和墨西哥海域从1千米到4千米深处收集了7种蠕虫,研究人员根据游动能力和“绿色炸弹”给第一种蠕虫取名为Swimabombiviridis。

加州圣地亚哥斯克里普斯海洋学研究所的卡伦·奥斯伯恩说:“我们发现了一群新的,相当多的而且是之前我们不曾知道的特殊动物。它们不是稀有动物,我们经常看到它们成百出现。惟一的问题是它们的栖息地,你很难取样。”

蠕虫释放液体气球这种像蜈蚣一样的蠕虫几乎通体透明,借助身上的长毛游动。5种蠕虫装备有“炸弹”,这些“炸弹”被认为是由鳃进化而来。斯克里普斯底栖无脊椎动物馆馆长格雷格·鲁斯教授说:“它们的一些近亲有鳃,而且鳃长在和炸弹相同的位置。鳃能轻易脱落,因此,易分离也类似,但是,由于某些原因,鳃逐渐变成了这些发光的可分离的小球。”这些蠕虫是科学家通过遥控无人潜艇在深海发现的。

夜光树

非洲北部有一种夜光树,一到夜晚就成了火树银花,通体闪亮。起初,当地居民还以为它是什么妖魔的化身,十分害怕,谁也不敢靠近。人们甚至称它为恶魔树。但过了很久很久,人们一直没有发现这种树对人有什么危害,慢慢地喜欢上它。如今那里的居民都有意把它移植在门前院后,用来当路灯,还可以借光做事,甚至可以读书看报呢!

据说,这种常绿乔木不仅能在夜里发光,白天也同样能发出光亮,它的光源就在树的根部。它的根部有大量磷质,待变成磷化三氢气体后,从树体里跑出来,一碰上空气中的氧,就能放出一种没有热度、也不能燃烧的冷光来。这种磷光的亮度和树的大小成正比,树愈大,含磷愈多,发出的光也愈强。

灯笼树

我国井冈山地区也有一种能闪闪发光的树,当地人称它为“灯笼树”。它是一种常绿阔叶树,树叶里含有大量磷质。每逢晴天的夜晚,树上荧光点点,恰似高悬着的千万盏小灯笼,为过往行人照明指路。

发光器

发光器,是生物发光的特殊器官,是多数发光动物所具备的构造,是发光活动的效应器。