客观日本

日本中部大学与庆应大学发现平家萤会用3种发光“闪烁”对话

2023年03月22日 生物医药

日本中部大学应用生物学部的高津英夫研究员和大场裕一教授与庆应义塾大学理工学部的南美穗子教授共同研究发现,平家萤的雄性和雌性可利用光闪烁信号进行交流,这种发光“闪烁”信号是识别“雄性”、“未交配雌性”、“已交配雌性”的关键之一。这是研究人员首次通过实验确认平家萤可用光的闪烁进行交流。该研究成果已经刊登在Scientific Reports的电子版上。

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图1 萤火虫的发光“闪烁”是在传递秋波吗?不,其实是在说“你别过来!”(供图:中部大学)

平家萤分布在日本、朝鲜半岛、中国北部等地,每到7~8月开始出现在水田和湿地,尤其是停留在草丛上的雄性在发出荧光时,含有毫秒级的“闪烁”。这种现象在日本的固有种——源氏萤身上则看不到。然而,平家萤像星星一样闪烁的原理,在此之前一直不明确。

研究团队首先在爱知县知多郡东浦町的水田地区拍摄了野生平家萤的视频,并对该视频进行了分析。结果表明,停留在草丛中的萤火虫有“雄性”、“未交配雌性”、“已交配雌性”三种,并各自拥有不同的荧光模式。雄性在接近未交配雌性时,会重复发出毫秒级的快速闪烁光。对此,未交配雌性发出的荧光没有闪烁,每次发光时间也非常短,而停留在草丛中的已交配的雌性发出的荧光,则会像雄性一样带有闪烁,且每次的发光时间稍长。换句话说,雄性萤火虫会通过“不闪烁、每次发光时间短的发光模式”来寻找交配对象。

研究人员使用能发出与萤火虫相同的黄绿色光的小型LED灯,通过编程改变了每次发光时间和闪烁的强弱,人工制造出萤火虫的荧光,并将该装置设置在野外(电子萤火虫)。对其数据进行统计分析的结果表明,在草丛中的雄性平家萤会被“闪烁小、发光时间短”的电子萤火虫强烈吸引。

之前有关萤火虫发光交流的研究,只知道与发光时间及响应延迟时间等简单的时间因素有关。但本次研究通过对平家萤的野外观察以及利用电子萤火虫进行野外实验后对数据进行的统计分析,首次发现了毫秒级的振幅因素——闪烁也被用于传递信息。

在世界其他地区,已知也有像平家萤一样发光时伴随闪烁的萤火虫,这些萤火虫也许也是通过闪烁进行交流的。

原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
杂志:Scientific Reports
论文:Flickering flash signals and mate recognition in the Asian firefly,Aquatica lateralis
DOI:10.1016/j.bbrc.2022.12.028