萤火虫

萤科（学名：Lampyridae）是鞘翅目（甲虫）里面的一个科，该科在全世界有2000多种。俗称萤火虫，又称火金姑 （闽南语）、火焰虫（客语）、游火虫（江苏）、亮火虫（四川）、火火虫（云南）；古称耀夜、景天、熠燿等。该科里很多种虫能发光，但并不是全部都可以。通常，只要有发光器官的甲虫，就会被称为萤火虫。所以，狭义的萤火虫单指萤科，而广义的萤火虫则包括光萤科（Phengodidae）和其他科的一些种。萤火虫幼虫是属于肉食性，最常吃到的是小型蜗牛、蛞蝓、蚯蚓，水生萤火虫幼虫则吃贝螺。萤火虫发光是为了求偶， 有些种类的萤火虫只有雄虫有发光器官，而有些种类则双方都有。有些种类的光是一闪一闪的，有些则是持续不断的发光。这种信号是因种类而异的，在长度和节律上都有所不同。北美的Photinus pyralis，雌性虫也有发光器官，雌雄识别的关键是雌虫在接收到雄虫光信号后两秒钟应答。而在另一些种类里面，这些甲虫会与周围的间断光信号同步，从外面看起来，整个树丛或森林就在同步发亮了。妖扫萤属（英语：Photuris）（Photuris）的雌虫可以模仿Photinus属雌性虫的间断光信号。这样它们就可以吸引并捕食Photinus属的雄性虫。一些妖扫萤甚至有一整套Photinus种萤的光信号编码表，只要对号入座，它就可以诱捕到飞过的Photinus萤。所有萤火虫都只在夜晚发光，因为在日间它们的光不足以强到能吸引同类的注意。有很多种萤的雌性虫是没有飞行能力的。它们体型比雄性大，能产很多的卵。萤火虫的发光是生物发光的一种。萤火虫的发光原理是：萤火虫有专门的发光细胞，在发光细胞中有两类化学物质，一类被称作萤光素（在萤火虫中的称为萤火虫萤光素（Firefly luciferin）），另一类被称为荧光素酶。荧光素能在荧光素酶的催化下消耗ATP，并与氧气发生反应，反应中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。反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放，只有极少部分以热的形式释放，反应效率为95%，萤火虫也因此而不会过热灼伤。人类到目前为止还没办法制造出如此高效的光源。在虫的腹部下部有着很多白色斑块。其实是它的甲壳中对光透明的部分。在内部有一块白色的膜，可以反射光。所以在日间这个部位呈现白色。发光反应的反应式如下所示，萤光素，ATP（三磷酸腺苷）和氧气，在荧光素酶和2价镁离子的催化下产生右边的氧化荧光素（oxyluciferin），焦磷酸，二氧化碳，并发出黄绿色的荧光。发光反应又分三个步骤：发光反应的产物---氧化荧光素在ATP提供能量的情况下，又将还原成荧光素，使得发光过程得以周而复始。关于萤火虫是如何控制发光细胞的“开”与“关”的，有很多理论，但确切的控制机理至今仍不明。氧气控制理论基于通过控制发光细胞的氧气供给来完成发光和不发光的切换。神经激活理论假设荧光虫具有一个神经控制结构叫做微气管末梢细胞，该结构在刺激下会在发光细胞中释放出神经信使分子，进而产生化学反应。有一种理论认为，萤火虫分泌一种叫章鱼胺的神经递质，从神经传导到微气管末梢细胞，激发一氧化氮合酶（缩写NOS），使之产生一氧化氮和细胞色素c氧化酶。而这两种物质抑制发光细胞的线粒体使用氧气，从而使过氧化物酶体)能利用到氧气，使得平时通过线粒体的氧化磷酸化累积的荧光素-腺苷酸氧化产生发光反应并发出光线。然后，光让一氧化氮从环氧化酶（缩写COX）上释出，于是停止发出光线。就这样一直重复著固有频率和发光持续时间。除了南极洲之外，萤科在各大洲皆有分布。中国古代误认为萤火虫是由腐烂的草变化而成。据《礼记·月令》篇：“季夏之月……腐草为萤”。这种说法延续二千多年。明代李时珍的《本草纲目》仍引陶弘景的说法曰：“此是腐草及烂竹根所化，初时如蛹，腹下已有光，数日变而能飞。”