Почему светлячки светятся?

Пожалуй, ни одно насекомое не поднимает людям настроение так же, как светлячки — их свечение не зря считается одним из самых красивых явлений в природе. Но как им удается генерировать свет, и зачем они светятся с точки зрения эволюции? Портал popsci.com разобрался в вопросе.

Прежде всего, светлячки никак не связаны с мухами — они относятся к категории биолюминесцентных жуков. То есть, они вырабатывают свет естественным способом через химическую реакцию.

Организм светлячков содержат люциферин — особое органическое соединение. Оно комбинируется с кислородом и энзимом под названием люцифераза в брюшке насекомого, что приводит к биохимической реакции, вырабатывающей свечение различных оттенков: от желтоватого и зеленого до редких голубых оттенков.

Науке известны более 2 000 видов светлячков, но почему они светятся? Ответ на этот вопрос зависит от того, о какой стадии жизни жука идет речь. Например, личинки светлячков мигают, чтобы отпугнуть хищников: так они дают понять, что будут невкусной добычей. Данный защитный механизм — пример т.н. апосематического сигнала. Причем светлячки (и многие другие биолюминесцентные организмы) и впрямь плохи на вкус. Преимущественно из-за люцибофагинов — токсичных стероидов, которые могут быть смертельными, к примеру, для мелких ящериц. Поэтому путем проб и ошибок потенциальные хищники быстро учатся избегать светящейся добычи.

А вот взрослые светлячки мигают, чтобы общаться с сородичами и привлекать партнеров для размножения. Предки современных светлячков генерировали свечение только в форме личинок, но на протяжении десятков миллионов лет эволюции взрослые особи интегрировали способность вырабатывать свет в свой сложный брачный ритуал.

Так, большинство светлячков на территории Северной Америке мигают определенной последовательностью сигналов. Если они летят в правильное время сумерек и подадут правильный сигнал, самка может заметить его и промигать в ответ. После этого два насекомых приближаются друг к другу и, скорее всего, обмениваются феромонами. При условии, что оба участника брачной коммуникации довольны, они спариваются.

Хотя система сигналов и ответов у разных видов светлячков общая, паттерны свечения, которые можно наблюдать в ходе брачного танца, у всех свои. При этом стоит помнить, что примерно четверть от всех видов светлячков в мире не умеют генерировать свет в зрелом возрасте.

Однако не каждый танец светлячков невинен. Жуки рода Photuris — хищники, которые имитируют паттерны свечения других видов светлячков, чтобы выжить. Их организм не содержит стероиды, которые отпугивают хищников; вместо этого они обманывают самцов других видов, подражая миганию самок Photinus и Pyractomena. Приманив «партнера», они съедают его — и поглощают светящиеся токсины добычи.

В отличие от хищных Photuris, большинство светлячков едят преимущественно в форме личинки. У взрослых особей одна задача — найти партнера и спариться. Хотя концепт добровольной голодовки в зрелом возрасте звучит мрачно, на самом деле взрослые светлячки живут не так уж и долго. Они проводят большую часть своего жизненного цикла (1-2 года) личинками, закопанными в почву или гниющую древесину. Там они получают питательные вещества от насекомых с мягким телом, слизней и улиток. После этого каждый светлячок проходит полный метаморфоз, отращивая ноги и крылья — после поиска партнера их жизнь продолжается от пяти дней до одного месяца.