萤火虫为什么会发光,是因为什么?
一、萤火虫为什么会发光,是因为什么?
萤火虫的光有的黄绿,有的橙红,亮度也各不相同。它们发光的部分是在腹部最后两节。这两节在白天是灰白色,在黑夜才能发出光亮。光是通过透明的表皮而发出。表皮下面是一些能发光的细胞。发光细胞的下面是另一些能发射光线的细胞,其中充满着小颗粒,称为线粒体。线粒体能把身体里所吸收的养分氧化,合成某种含有能量的物质。发光细胞还含有两种特别的成分:一种叫做荧光素;一种叫做荧光酶。荧光素和含能量的物质结合,在有氧气时,受荧光酶的催化作用,使化学能转化为光能,于是产生光亮。萤火虫常常一闪一闪地发光,是因为它能控制对发光细胞的氧气供应。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。这也是它们的一种沟通工具。不同种类萤火虫的发光方式、发光频率及颜色也会不同,它们借此来传达不同的信息。美国佛罗里达大学动物学家劳德埃发现,同一种雄萤和雌萤之间能用闪光互相联络。有一种雌萤会按很精确的时间间隔,发出“亮—灭—亮—灭”的信号,这是告诉雄萤:“我在这里。”雄萤得知这个信号后,就会用“亮—灭—亮—灭”的闪光回答:“我来了!”并向雌萤飞去。它们用这种“闪光语言”继续保持联系,直到雌雄相会。在掌握了萤火虫的这种通讯方式以后,有的科学家开始用电子计算机模仿萤火虫的应答反应,来与这种昆虫“通话”,一旦获得成功,人们就可以指挥萤火虫的行动了。
二、萤火虫怎么发光?
萤火虫发光的原理是萤光素在催化下发生复杂的生化反应,释放能量形成光。
萤火虫的发光器由发光细胞、反射层细胞、神经与表皮等组成,发光细胞就像车灯的灯泡,荧光素酶则像车灯的灯罩,将发光细胞所发出的光集中反射出去。
萤火虫的发光效率非常高,几乎能将化学能全部转化为可见光,为现代电光源效率的几倍到几十倍。
三、萤火虫哪里发光?
萤火虫尾部的白色排状部位就是它发光的位置,称作发光器。
萤火虫的卵、幼虫、蛹、成虫均能发光。萤火虫幼虫的发光被认为具有警戒、恫吓天敌的作用,而成虫被认为利用闪光进行种的辨认、求偶及诱捕。
四、怎么让萤火虫发光?
萤火虫发光是为了交配!
萤火虫的生命很短,五十天从蛹变成飞虫。它们会发光的生命,最多两周,最短三天。
每年的五月底和六月中旬间的两周内最活跃。
成千上万的雄性萤火虫在野外闪闪发光,像一片倾泻的瀑布,这是他们散发求爱信号的情歌,以此来吸引雌性萤火虫。
而雌性萤火虫则潜伏在低处,审视着众多的备胎,伺机而动。
这个时机便是她发现一只持久发光的雄性萤火虫在对自己闪光。能够持久发光的雄性被认为是最性感的,也是她们的择偶标准。
所以,当一只特别有吸引力的雄性萤火虫向雌性发出闪光时,如果她也喜欢,就会将自己的尾巴朝向雄性,给出一个闪光的回应。
只要有了光,公的萤火虫,母的萤火虫,就能在黑茫茫的夜里互相找到对方,彼此相爱,把短暂一生的精华,交汇成无数颗虫卵,义无反顾地奔向死亡,期待下一次生命的轮回。
日本摄影师Tsuneaki Hiramatsu曾利用低速快门和多重曝光,拍下一系列暴风雨过后萤火虫交配情景,画面非常浪漫迷人。
五、萤火虫尾部怎么发光?
夜晚人们可以看到萤火虫一闪一闪地飞行,这是由于萤火虫体内一种称作虫萤光素酶的化学物质与氧气相互作用,从而产生的光亮。
这种被称作虫萤光素酶的化学物质像开关一样启动这种反应,当萤火虫产生虫萤光素酶的时候,这种反应就开始了,萤火虫便会发出一闪一闪的光亮。
能够发光的生物还有海洋中的藻类和萤科的其它昆虫,它们都是利用虫萤光素酶与氧气产生反应,从而发出光亮的。
萤火虫的发光器官中有反光细胞组成的反光层,它在上面是由几千个发光细胞组成的发光层。
发光细胞中的萤火素是光的发源地,它是一种耐高热的物质,易被氧化,而萤光酶是催化剂,它是一种不耐热的,分子量不大的结晶蛋白质。
萤光素在萤光酶的作用下,结合细胞中的水并与氧化合发出荧光。
六、什么萤火虫能发光?
萤火虫可以发光,主要是因为它有专门的发光细胞, 发光细胞中有两种物质,一类是萤光素,另一类是荧光素酶。荧光素可以在荧光素酶的催化下消耗ATP,且直接跟氧气发生反应,过程中会产生激发态的氧化荧光素,当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子。这就是萤火虫可以发光的原因。
七、萤火虫为什么会发光?
萤火虫会发光并不是因为它会发电。因为它们的生理结构特殊,它身体的腹部末端内充满许多含磷的发光质及发光酵素,简单来说,就像我们体育场馆里使用的荧光棒类似的发光材料,
因此,这些含磷的发光质及发光酵素在萤火虫腹部发出一闪一闪的微弱亮光,让萤火虫看起来像一只小灯泡。这种生理结构肯定有它存在的道理,生物进化的过程,总是那么神奇和美妙,那么它有什么作用呢?
萤火虫发出的亮光,不但只为照明,主要是为了发信号,而且每种用途发出的信号都是不同的。不同品种的萤火虫发光的频率,亮度,方式和颜色也不一样,我们平常所接触到的萤火虫,多数是黄黄的或者绿绿的发光。可以说这是萤火虫的语言,就像人类的sos代码一样,比如求偶、警戒、诱捕以及和同类之间的沟通,都是通过这种方式进行交流的。
八、萤火虫是不是自然发光?
这是因为在雌雄性萤火虫的腹部内,有一个发光器发光器是一个扁平的光盘,里面有着极精巧的结构,主要由发光细胞层和反光细胞层构成。发光细胞里面,含有荧光素和荧光酶两种物质。荧光酶是发光的催化剂,在它的作用下,荧光素在细胞里的水的参与下,和氧化合而发出荧光(氧气是通过一些微小的气管进入细胞内的)。
供给这种发光反应用的能量,是萤火虫体内的一种高能化合物三磷酸腺苷
九、萤火虫发光是为了?
火虫会发光,很多人都知道。在夏季的夜晚,走到庭园或田野里去,当你看到一闪一闪的流萤飞舞在灌木丛的上空,就像一盏盏小灯笼,可能会脱口喊出“萤火虫”三个字来。萤火虫发光是为了照明吗?不是,它的发光是作为一种招引异性的信号。停在叶片上的雌萤火虫见到飞过的雄萤火虫发出的荧光后,立即放出断续的闪光,雄萤火虫见了就会朝它飞去。
在自然界除了萤火虫外,会发光的生物很多。动物界大约有1/3含有发光生物,海洋中会发光的细菌已知有70余种。热带和温带海面上出现的“海火”奇观,就是无数发光细菌聚集在一起放出的光所致。当然夜光虫更是“海火”的生成者。在某些深海水域,几乎95%的深海鱼类都会发光,一种斧头鱼,身体只有5厘米长,浑身透明,具有一系列的发光器,它在光线难以透进的深海中发光扩散而照亮了一定的范围,使得斧头鱼能在黑暗中认别同类,群聚或寻找对象。其实人本身也能发光,当然放出的光绝不会像神话小说中所描述的那样头上有光环,而是放出肉眼所不能见到的超微光。
人们对发光生物发出的生物光产生了浓厚的兴趣,这是因为:(1)生物光的效能实在太高。古书《古今秘苑》记载有:古时我国渔民用百多只萤火虫装入一个吹胀的羊膀胱内,将它结扎在渔网底下,就能招来鱼群,从而提高捕鱼量。数十只萤火虫装入囊中放出的光量就能解决车胤的夜读照明问题。据测定,一个发光细菌所发出的光相当于1.9×10-14烛光。如此高效能的光源是不会不被人们注意的;(2)爱迪生发明了电灯,取代了用火照明。电灯无烟,光亮而且安全。但是,当你靠近开亮的电灯泡,就会感觉到热,愈是接近愈觉得热,这说明电只有使灯泡的钨丝烧热才能发光,而且大部分能量都以红外线形式转变成热散发了。此外,这种热线对人眼是无益的,而生物光是目前已知唯一不产生热的光源,因此也叫“冷光源”,其发光效率可达100%,全部能量都用在发光上,没有把能量消耗在热或其他无用的辐射上,这是其他光源办不到的。
人们研究生物光,虽然对生物发光的机制还了解得不多,但就现有的研究和了解,已取得一定的效益。通过对萤火虫的研究,已知萤火虫约有1500多种,各自发出不同的光,作为自己特有的求偶信号,不同种之间不会产生误会。萤火虫的发光部位是在腹部,那里的表皮透明,好像一扇玻璃小窗,有一个虹膜状的结构可控制光量,小窗下面是含有数千个发光细胞的发光层,其后是一层反光细胞,再后是一层色素层,可防止光线进入体内。发光细胞是一种腺细胞,能分泌一种液体,内含两种含磷的化合物:一种是耐高热,易被氧化的物质叫荧光素;另一种不耐高热的结晶蛋白叫荧光酶,在发光过程中起着催化作用。在荧光酶的参与下,荧光素与氧化合就发出荧光,氧是从营养发光层的血管进入发光细胞的。由于血管随着它周围肌肉收缩而收缩,当血液中断供应时,氧就不能到达发光细胞,荧光也随之熄灭。生物发光需要氧,是英国学者波义耳在试验基础上发现的。波义耳将装有发光细菌瓶中的空气抽出,细菌立即停止发光。将空气重新注入,细菌又马上发光。后来才知道是空气中含氧所致。发光反应所需的能量是来自一种存在于一切生物体内的高能化合物,叫三磷酸腺苷,简称ATP。美国约翰·霍普金斯大学的研究人员将萤火虫的发光细胞层取下,制成粉末,将它弄湿就会发出淡黄色的荧光,当荧光熄灭时,若加入ATP溶液,荧光又会立即重现。说明粉末中的荧光素可被ATP激活。因此,荧火虫每次发光,荧光素与ATP相互作用而不断重新激活。
生物发光和光合作用都是“电子传递”现象。有人认为生物发光好像是光合作用的逆反应。光合作用是绿色植物吸取环境中的二氧化碳和水分,在叶绿体中,利用太阳光能合成碳水化合物,同时放出氧气。光能从水分子上释放电子,并把电子加到二氧化碳上,产生碳水化合物,这是一个还原过程。光合作用把光能转变成化学能,而生物发光是电子从荧光素分子上脱下来和氧化合,形成水,产生光。生物发光是将化学能转变成光能。
人们研究生物光是为了利用它,这种冷光源效能高、效率大、不发热、不产生其他辐射、不会燃烧、不产生磁场等特点,对于手术室、实验室、易燃物品库房、矿井以及水下作业等都是一种安全可靠的理想照明光源。人们还可以设法模仿发光生物把一种形式的能量转换成另一种形式的能量,制造冷光板,使其不需要复杂的电路和电力,就能白天吸收太阳光,到晚上再将光能放出来。
人们先是从发光生物中分离出纯荧光素,后来又分离出荧光酶。现在已能人工合成荧光素,这就使人类模仿生物发光创造出一种新的高效光源——冷光源成为可能。但是,人们对生物发光的认识还很肤浅,就拿研究得较多的萤火虫来说,萤火虫发光是为了交配,然而萤火虫的卵刚产下时,内部也发着光,萤火虫幼虫也会发光,这些又是为什么?它们是怎样发光的?人们都还不了解。因此,人类对生物发光研究得越清楚,对于创造这种新光源必然会越有利。
十、萤火虫是怎么发光的?
萤火虫是通过自身体内的化学反应发光的。其发光原理被称为生物发光,通过一系列的化学反应来产生光。萤火虫体内有一种被称为荧光素的化合物,它存在于一个特殊的器官内,称为光器官。光器官包裹在萤火虫腹部的下半部分,其内部含有荧光素和一种称为荧光素酶的酶。当荧光素酶与荧光素结合时,触发了一个叫做氧化反应的过程。在氧化反应中,荧光素释放出能量,并与氧化剂相互作用,产生了一个特殊的化合物。这个化合物是高能态的,并很快变为低能态,释放出光能。所以,当荧光素经过氧化反应时,就会发出绿色或黄色的光。萤火虫体内的荧光素酶是由遗传基因编码的,所以不同种类的萤火虫可以产生不同颜色的光,如绿色、黄色或橙色。