أين تعيش اليراعات؟ كيف تبدو اليراع ولماذا تتوهج: حقائق مثيرة للاهتمام. أنظمة الاتصالات اليراع
الذي شاهد الغرامة أمسيات الصيففي أول ظهور للشفق، توهج مذهل وغير عادي في العشب؟ كل شيء حوله يأخذ صورة رائعة. يأتي بعض الإشعاع الغامض بشكل غير عادي من هذه النقاط المضيئة.
يطاردك باستمرار هاجس شيء جيد بشكل خرافي. ما هي هذه المعجزة الطبيعة؟ وهذا شيء آخر غير اليراعات,تم تصوير العديد من الرسوم المتحركة للأطفال والحكايات الخيالية حولها.
كل شخص يعرف عن ذلك حشرة مذهلةمنذ الطفولة المبكرة. يراعة في الحديقةيثير المؤامرات ويبهر ويجذب ويجذب بقدراته غير العادية.
للسؤال لماذا تومض اليراعاتلا يوجد حتى الآن إجابة واضحة. في أغلب الأحيان، يميل الباحثون إلى إصدار واحد. ويزعم أن مثل هذا الضوء الرائع وغير العادي ينبعث من الأنثى حشرة اليراع,مما يحاول بالتالي جذب انتباه الجنس الآخر.
وقد لوحظ مثل هذا الارتباط من الحب بين جنس اليراعات وتوهجها الغامض في العصور القديمة، ولهذا السبب ربط الأسلاف منذ فترة طويلة توهجهم الخاص وعطلة إيفان كوبالا.
ولكن في الواقع، يتم ملاحظة ذلك في أغلب الأحيان في الأيام الأولى من شهر يوليو. في الماضي، كانت اليراعات تسمى ديدان إيفانوفي. إنهم ينتمون إلى رتبة خنافس Lampiridae. ليس في كل مكان يمكنك رؤية مثل هذا الجمال.
لكن هؤلاء الأشخاص الذين رأوه مرة واحدة على الأقل في حياتهم يقولون بسرور أن هذا مشهد لا يُنسى ومثير للإعجاب. صورة اليراعاتلا تنقل كل سحرها بشكل أنيق للغاية، ولكن يمكنك أيضًا النظر إليها لفترة طويلة بفارغ الصبر. إنها ليست جميلة فحسب، بل إنها أيضًا رومانسية ومثيرة للإعجاب وساحرة ومغرية.
الميزات والموائل
يوجد اليوم حوالي 2000 نوع من اليراعات في الطبيعة. مظهرهم القبيح النهارلا يرتبط بأي حال من الأحوال بالجمال الذي يشع من اليراعات في الليل.
ولكل خلية مادتها الخاصة، وهي عبارة عن وقود يسمى لوسيفيرين. كل هذا نظام معقدتعمل اليراع بمساعدة أنفاس الحشرة. وعندما يستنشق، يتحرك الهواء عبر القصبة الهوائية إلى العضو المضيء.
هناك، يتأكسد اللوسيفيرين، الذي يطلق الطاقة ويعطي الضوء. يتم ترتيب المبيدات النباتية الحشرية بشكل مدروس ومهارة بحيث لا تستهلك حتى الطاقة. على الرغم من أنه لا داعي للقلق بشأن ذلك لأنه يعمل هذا النظاممع كثافة العمالة والعودة التي تحسد عليها.
CAC لهذه الحشرات يساوي 98%. وهذا يعني أنه يمكن إنفاق 2٪ فقط سدى. للمقارنة، فإن الاختراعات التقنية للأشخاص لديها لجنة الاتصالات الفدرالية من 60 إلى 90٪.
منتصرو الظلام. وهذا ليس آخرهم و إنجاز مهم. إنهم يعرفون بسهولة كيفية إدارة "مصابيحهم الكهربائية". البعض منهم فقط لا يُمنح القدرة على تنظيم إمداد الضوء.
كل الباقي قادر على تغيير درجة التوهج، ثم إشعال، ثم إطفاء "المصابيح". هذه ليست مجرد لعبة وهج للحشرات. بمساعدة مثل هذه الإجراءات، يميزون أنفسهم عن الآخرين. تعتبر اليراعات التي تعيش في ماليزيا مثالية بشكل خاص في هذا الصدد.
يحدث اشتعالها وتوهجها بشكل متزامن. وفي الغابة ليلاً، يكون مثل هذا التزامن مضللًا. يبدو أن شخصًا ما علق إكليلًا احتفاليًا.
تجدر الإشارة إلى أن هذه القدرة المذهلة على التألق في الليل ليست متأصلة في جميع اليراعات. ومن بينهم أولئك الذين يفضلون أن يعيشوا أسلوب حياة يومي. وهي لا تتوهج على الإطلاق، أو يمكن رؤية وهجها الخافت في غابات وكهوف الغابات الكثيفة.
استخدام واسعلوحظت اليراعات في نصف الكرة الشمالي للكوكب. أراضي أمريكا الشمالية وأوراسيا هي موطنهم المفضل. إنهم مرتاحون في الغابات المتساقطة والمروج والمستنقعات.
الشخصية وأسلوب الحياة
هذه ليست حشرة جماعية تمامًا، ولكنها غالبًا ما تتجمع في مجموعات كبيرة. في النهار، لوحظ جلوسهم السلبي على العشب. وصول الغسق يلهم اليراعات للتحرك والطيران.
إنهم يطيرون بسلاسة وقياس وسرعة في نفس الوقت. لا يمكن أن تسمى يرقات اليراع مستقرة. إنهم يفضلون أن يعيشوا أسلوب حياة متجول. إنهم مرتاحون ليس فقط على الأرض، ولكن أيضا في الماء.
اليراعات تحب الدفء. في وقت الشتاءسنوات، تختبئ الحشرات تحت لحاء الشجرة. ومع قدوم الربيع وبعد التغذية الجيدة تصبح خادرة. ومن المثير للاهتمام أن بعض الإناث، بالإضافة إلى كل المزايا المذكورة أعلاه، لديها أيضا الماكرة.
إنهم يعرفون نوع الضوء الذي يمكن أن يسلطه نوع معين. كما أنها تبدأ في التوهج. وبطبيعة الحال، يلاحظ ذكر هذا النوع التوهج المألوف والاقتراب من التزاوج.
لكن الرجل الغريب الذي لاحظ الخدعة لا يُمنح الفرصة للاختباء. تلتهمه الأنثى بينما تحصل على كمية كافية مواد مفيدةلحياتهم ولتطور اليرقات. حتى الآن، لم يتم دراسة اليراعات بشكل كامل. هناك الكثير في المستقبل اكتشافات علميةفي هذه المناسبة.
تَغذِيَة
يمكن أن تعزى هذه الحشرات بأمان إلى الحيوانات المفترسة. تغذية اليراعاتمجموعة متنوعة من الأغذية الحيوانية. إنهم يحبون النمل والعناكب ويرقات زملائهم والنباتات الفاسدة.
ليست كل اليراعات حيوانات مفترسة. ومن بينها أيضًا أنواع تفضل حبوب اللقاح ورحيق النباتات. أنواع اليراعات في مرحلة إيماجو، على سبيل المثال، لا تأكل أي شيء على الإطلاق، وليس لديها فم على الإطلاق. تلك اليراعات التي تجذب ممثلي الأنواع الأخرى عن طريق الاحتيال وتأكلهم على الفور، اختارت الطريقة الأكثر صعوبة للحصول على الطعام.
التكاثر والعمر
اليراعات الخفقانوهذا أحد إنجازاتهم الرئيسية. إنهم لا يجذبون الطعام المحتمل بهذه الطريقة فحسب، بل يجذبون الجنس الآخر أيضًا. وهذا هو الأكثر وضوحا في البداية. فترة الصيف. تشعل اليراعات شرارات الحب وتبحث عن شريكها بين مجموعة واسعة من الحشرات.
التزاوج لا يستغرق وقتا طويلا. ومن بعده تقوم الأنثى بمهمة وضع البيض في الأرض. وبعد مرور بعض الوقت، تخرج اليرقات من البيض. إنهم أشبه بالديدان وهم شرهون للغاية. القدرة على التوهج متأصلة حرفيًا في يرقات جميع الأنواع. وجميعهم في الأساس حيوانات مفترسة.
أثناء نضوجها تفضل اليرقة الاختباء بين الحجارة وفي التربة وبين اللحاء. يستغرق تطور اليرقات الكثير من الوقت. يحتاج المرء إلى قضاء فصل الشتاء، بينما تكون الأنواع الأخرى في مرحلة اليرقات لعدة سنوات.
ثم تتحول اليرقة إلى خادرة، والتي بعد 1-2.5 أسابيع تصبح يراعة حقيقية. يراعة في الغابةلا يعيش طويلا. ويبلغ متوسط العمر المتوقع لهذه الحيوانات حوالي 90 - 120 يومًا.
واحدة من أكثر مذهلة ظاهرة طبيعيةهي قدرة الحيوانات على انبعاث الضوء. مثل هذه الظاهرة لديها الاسم العلميتلألؤ بيولوجي. تم العثور على معظم الكائنات المضيئة في المحيطات. في القارة، يمكنك أيضًا رؤية معجزة الطبيعة هذه - إنها حشرة اليراع. هذه الخنفساء ليست ذات قيمة خاصة بالنسبة للبشر، ولكنها مثيرة للاهتمام بسبب قدراتها الفريدة.
اليراعات هي حشرات صغيرة. طول جسمهم لا يتجاوز 25 ملم. يتنوع لون الأغطية، لكن الظلال السوداء والرمادية والبنية هي السائدة. الغطاء الكيتيني ليس كثيفًا جدًا، وغالبًا ما يكون ناعمًا. رأس الحشرة صغير. لها عيون مركبة كبيرة وقرون استشعار قصيرة تأتي في مجموعة متنوعة من الأشكال.
اليراعات ثنائية الشكل جنسيًا. يمتلك الذكور بنية خنفساء نموذجية ويشبهون إلى حد ما الصراصير في المظهر. أما الإناث، فهي خالية من الأجنحة والإليترا، وبالتالي فهي تشبه يرقات الحشرات. يرقة اليراع لها لون غامق وبقع فاتحة على الجانبين.
الميزات السلوكية
اليراعات حشرات محبة للحرارة، لذلك تعيش معظم أنواعها في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية. هناك 20 نوعًا في المنطقة المعتدلة، 15 منها موجودة في روسيا. جميع اليراعات البالغة هي أرضية ليلية. يمكن لليرقات أن تعيش في المسطحات المائية وعلى الأرض.
يمكن العثور على هذه الحشرات في المروج وبالقرب من المستنقعات وكذلك في براري الغابات المتساقطة الأوراق. غالبًا ما تتشكل اليراعات، رغم أنها ليست حشرات اجتماعية مجموعات كبيرة. في النهار تكون الخنافس غير نشطة، فهي تجلس طوال الوقت على العشب في انتظار غروب الشمس. في الليل، تستيقظ الحشرات وتبدأ في الطيران بسرعة. 
تَغذِيَة أنواع مختلفةاليراعات مختلفة جدا. اعتمادًا على النظام الغذائي، تنقسم الحشرات إلى مجموعات رئيسية:
- النباتيون يأكلون الرحيق وحبوب اللقاح.
- الحيوانات المفترسة (بما في ذلك أكلة لحوم البشر) - تأكل اللافقاريات المختلفة.
- وبالتالي فإن الأنواع التي يكون لدى الحشرات البالغة فم ضامر، لا تتغذى، ولكنها تستهلك العناصر الغذائية المتراكمة في الجسم الدهني.
التكاثر ودورة الحياة
وفي بداية الصيف يبدأ موسم التزاوج بالنسبة لليراعات، وبعد ذلك تضع الإناث الملقحة بيضها في الأرض. وسرعان ما تخرج يرقات جائعة من هذا البيض. وبغض النظر عن نوعها، فإن اليرقات تكون دائمًا حيوانات مفترسة تتغذى على الرخويات. بعد تناول الوجبة، عادة ما تختبئ اليرقات في أصداف ضحاياها.
تطور اليراعات بطيء جدًا - من ستة أشهر إلى عدة سنوات. يحدث التشرنق تحت لحاء الأشجار أو تحت كتل الحجارة. في مرحلة العذراء، تبقى الحشرة لمدة 1-2.5 أسبوع. في الربيع، تزحف خنفساء بالغة، وتبدأ الدورة مرة أخرى.
يشع
لكل حشرة مضيئة أعضاء خاصة - فوانيس تولد الضوء. اعتمادًا على الأنواع، قد يختلف عدد هذه الأعضاء وشكلها وموضعها. Laterns عبارة عن مجموعة من النهايات العصبية والقصبة الهوائية والخلايا الضوئية. يوجد أسفلها خلايا عاكسة مملوءة ببلورات حمض اليوريك. 
التفاعلات الكيميائية في قلب التوهج
لتوليد الضوء في الخلايا الضوئية، يجب وجود أربع مواد:
- لوسيفيرين.
- إنزيم لوسيفيراز.
- الأكسجين.
- ATP كمصدر للطاقة.
يتم إطلاق الضوء أثناء أكسدة مادة لوسيفيرين بالأكسجين. يعمل Luciferase على تسريع هذه العملية فقط. رد الفعل يمر عبر الخطوات التالية
- يتحول لوسيفيرين، عند تفاعله مع جزيء ATP، إلى لوسيفيريل أدينيلات.
- يتفاعل اللوسيفريلادينيلات مع الأكسجين، ويتحول إلى أوكسيلوسيفيرين مع إطلاق AMP والضوء.
يعتمد لون التوهج على تركيبة اللوسيفيراز، والتي تختلف في العديد من الأنواع.
توهج كوسيلة للاتصال
تستخدم الخنافس التوهج كوسيلة لنقل المعلومات. لقد تعلم علماء الحشرات التمييز بين الإشارات التي تستخدمها الحشرات خلال موسم التزاوج: نداءات الذكور، وموافقة الإناث ورفضها، وكذلك إشارات ما بعد الجماع. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لليراعات بمساعدة التلألؤ التعبير عن الغضب وتحديد المنطقة وحتى الدفاع عن نفسها.
حقيقة مثيرة للاهتمام. إناث الحيوانات المفترسة من جنس Photuris قادرة على إصدار إشارات ضوئية متأصلة في جنس Photinus. يتدفق الذكور المنجذبون إلى المكالمة ويصبحون فريسة للكذابين المتعطشين للدماء. 
أنواع الوهج
لاحظ العلماء أن الأنواع المختلفة من اليراعات تبعث إشارات ضوئية نموذجية:
- توهج مستمر. يحدث توليد الضوء في هذه الحالة باستمرار، ولا تسيطر عليه حشرة ولا يعتمد على الظروف. بيئة. هذا النوع من التلألؤ هو سمة من سمات البيض واليرقات لجميع أنواع الخنافس، وكذلك البالغين من اليراعات من جنس Phengodes.
- توهج متقطع. الحشرات تولد الضوء منذ وقت طويللكن سطوعه يمكن أن يتغير تدريجياً تبعاً للإيقاعات اليومية، بيئة خارجيةوالتغيرات في جسم الخنفساء نفسها.
- نبض. هذا النوع من التوهج هو وميض عادي من الضوء يتم تنظيمه بواسطة إيقاعات الساعة البيولوجية.
- ومضات. النوع الأكثر شيوعا من التوهج. ويختلف عن النبض بالقدرة على تنظيم مدة كل دورة وسطوع الضوء والمؤشرات الأخرى عن طريق العوامل الداخلية والخارجية.
حقيقة مثيرة للاهتمام. بعض أنواع اليراعات الاستوائية قادرة على تنظيم تواتر التوهج بدقة شديدة بحيث أن الحشرات المجمعة معًا "تضيء" و"تخرج" في نفس الوقت.
لماذا تتوهج اليراعات: فيديو
اليراعات - معجزة الطبيعة المضيئة
أضواء اليراعات الطائرة والمومضة هي جاذبية صوفية حقيقية في وقت الصيف. ولكن كم نعرف عن ماهية اليراعات؟ وهنا بعض الحقائق عنهم.
1. ما هي الخنافس اليراع
اليراعات هي حشرات ليلية صورة نشطةالحياة في الليل. وهم أعضاء في عائلة الخنافس المجنحة Lampyridae (والتي تعني "يلمع" باللغة اليونانية). إن اسم "اليراع" مضلل بعض الشيء بسبب وجود أكثر من 2000 نوع من اليراعات، فقط عدد قليل من هذه الأنواع لديه القدرة على الإضاءة.
2. هناك أنواع أخرى من الأنواع المتوهجة إلى جانب اليراعات.
ربما تكون اليراعات واحدة من الأنواع الأكثر شعبية بسبب قدرتها على التوهج. تعيش معظم الكائنات ذات الإضاءة الحيوية في المحيط، ولا يتواصل البشر معها إلا قليلاً. نورهم مخلوق تفاعل كيميائيحيث يتم خلالها دمج الأكسجين مع الكالسيوم والأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) واللوسيفيرين باستخدام إنزيم لوسيفيراز. تستخدم اليراعات تلألؤها البيولوجي لإخافة الحيوانات المفترسة.
3. ليست كل اليراعات لها "نار"
اليراعات، معظم أنواعها، ببساطة لا تحترق. اليراعات غير المضيئة بيولوجيًا، والتي لا تنتج الضوء، ليست عمومًا حشرات ليلية - فهي أكثر نشاطًا خلال النهار.
4. اكتشف العلماء اللوسيفيراز بفضل اليراعات
الطريقة الوحيدة للحصول على مادة لوسيفيراز الكيميائية هي استخلاصها من يراعة. وفي نهاية المطاف، اكتشف العلماء كيفية صنع إنزيمات اللوسيفيراز الاصطناعية. لكن لا يزال بعض الناس يجمعون الإنزيم من الفوانيس الطائرة. يستخدم لوسيفيراز في بحث علميلاختبار الأمان منتجات الطعاموبعض إجراءات الطب الشرعي.
5. اليراعات موفرة للطاقة
أضواء اليراع هي مصادر الطاقة الأكثر كفاءة في العالم. مائة بالمائة من الطاقة التي يولدونها تشع عبر الضوء. وبالمقارنة، فإن المصباح المتوهج يصدر 10% فقط من طاقته كضوء، في حين أن مصابيح الفلورسنت تبعث 90% من طاقته كضوء.
6. عرضهم الضوئي هو التزاوج.
يبحث معظم ذكور اليراعات الطائرة عن رفيقة. كل نوع لديه نمط معين من الضوء يستخدمه للتواصل مع بعضها البعض. وبعد أن ترى الأنثى الذكر وتستجيب لحبه، تتفاعل معه بنفس النمط الضوئي. عادة تجلس الإناث على النباتات في انتظار الذكر.
7. بعض الأنواع لديها القدرة على مزامنة وميضها.
العلماء ليسوا متأكدين من سبب قيام اليراعات بذلك، لكن بعض النظريات تشير إلى أن اليراعات تفعل ذلك لتجعل نفسها أكثر وضوحًا. إذا ومضت مجموعة من اليراعات في نمط واحد، فمن المرجح أنها تفعل ذلك لجذب انتباه الإناث. النوع الوحيد من اليراع في أمريكا الذي يومض بشكل متزامن هو Photin carolinus. كانوا يعيشون في متنزه قوميالولايات المتحدة الأمريكية "Great Smoky" حيث تنظم خدمة المنتزه ساعات لزوار عرض الضوء المسائي.
8. ليست كل اليراعات تتألق بنفس القدر.
كل نوع له لون الضوء الخاص به. ينتج بعضها وهجًا باللون الأزرق أو لون أخضربينما يتوهج البعض الآخر باللون البرتقالي أو الأصفر.
9. طعمها مقرف
على عكس الزيز، لا يمكن طهي اليراعات في الخنافس المشوية. إذا حاولت أن تأكل يراعة، سيكون طعمها مرًا. يمكن أن تكون الحشرات سامة. عندما تتعرض اليراعات للهجوم، فإنها تذرف قطرات من الدم. يحتوي الدم على مواد كيميائية تخلق طعمًا مريرًا وسمًا. معظم الحيوانات تعرف ذلك وتتجنب مضغ اليراعات.
10. تمارس اليراعات أحيانًا أكل لحوم البشر
عندما تكون اليراعات لا تزال في مرحلة اليرقات، تكون جاهزة لتتغذى على القواقع. عادة، عندما ينضجون، يصبحون نباتيين - يبتعدون عن اللحوم. يعتقد العلماء أن اليراعات البالغة تعيش على الرحيق وحبوب اللقاح، أو لا تأكل على الإطلاق. لكن البعض الآخر، مثل اليراعات Photuris، قد يستمتعون بتناول أنواعهم الخاصة. غالبًا ما تأكل إناث الفوتوريس الذكور من أجناس أخرى. إنها تجذب الخنافس المطمئنة عن طريق محاكاة نمط الضوء الخاص بها.
11. أعدادهم تتضاءل.
هناك عدة أسباب وراء انخفاض أعداد اليراعات، بما في ذلك تغير المناخ وتدمير الموائل. عندما يتم إزعاج موطن اليراعات بسبب إنشاء الطرق أو أي إنشاءات أخرى، فإنها لا تهاجر إلى موقع جديد، ولكنها تختفي ببساطة.
12. استمتع بعرض ضوء اليراع بقدر ما تستطيع
لا يعرف الباحثون سوى القليل عن اليراعات ولا يقدمون إجابة محددة عن سبب اختفائها. استمتع بالعرض الضوئي بينما لا تزال هذه الحشرة موجودة في الطبيعة. ربما لن تتاح للأجيال التي ستأتي بعدنا مثل هذه الفرصة لرؤية هذه الخنافس بتوهجها الغامض المذهل.
اليراعات - الفوانيس الحية
اليراعات الجميلة والغامضة لا يمكن أن تسعد أعيننا فقط. يمكن لهذه المخلوقات أن تفعل أشياء أكثر خطورة.
في شفق الصيف على حافة الغابة، درب ريفيأو في المرج يمكنك أن ترى، إذا كنت محظوظًا، في العشب الرطب الطويل "نجمًا حيًا". عندما تقترب لإلقاء نظرة فاحصة على "المصباح الكهربائي" الغامض، فمن المرجح أن تشعر بخيبة أمل عندما تجد جسمًا ناعمًا على شكل دودة على ساق مع نهاية مضيئة للبطن المفصلي.
هممم ... المشهد ليس رومانسيًا على الإطلاق. ربما يكون من الأفضل الإعجاب باليراعة من بعيد. ولكن ما هو هذا المخلوق الذي يجذبنا بشكل لا يقاوم بوهجه الأخضر البارد؟
عواطف النار
اليراع الشائع - أي أنه يلفت انتباهنا إلى نفسه في معظم أراضي روسيا الأوروبية - هو خنفساء من عائلة لامبيريداي. لسوء الحظ، من الواضح أن اسمها عفا عليه الزمن اليوم - في مناطق الضواحي القريبة المدن الكبرىلقد كان "المصباح اليدوي المباشر" نادرًا منذ فترة طويلة.
في الأيام الخوالي في روس، كانت هذه الحشرة تُعرف باسم دودة إيفانوف (أو إيفانوفو). خنفساء تشبه الدودة؟ هل من الممكن ذلك؟ ربما. بعد كل شيء، بطلنا هو مخلوق متخلف إلى حد ما. "المصباح الكهربائي" الأخضر عبارة عن أنثى بدون أجنحة تشبه اليرقة. يوجد في نهاية بطنها غير المحمي عضو مضيء خاص، وبمساعدته تستدعي الحشرة الذكر.
"أنا هنا ولم أتزاوج مع أي شخص بعد" - هذا ما تعنيه إشارتها الضوئية. الشخص الذي يتم توجيه "علامة الحب" إليه يشبه خنفساء عادية. الرأس والأجنحة والساقين. الإضاءة لا تناسبه - فهو لا يحتاج إليها. ومهمته هي العثور على أنثى حرة والتزاوج معها للإنجاب.
ربما شعر أسلافنا البعيدين بشكل حدسي أن الضوء الغامض للحشرات يحتوي على نداء حب. لا عجب أنهم ربطوا اسم الخنفساء بإيفان كوبالا - العطلة الوثنية القديمة للانقلاب الصيفي.
يتم الاحتفال به في 24 يونيو حسب الطراز القديم (7 يوليو - حسب الطراز الجديد). خلال هذه الفترة من العام يكون من الأسهل العثور على اليراع. حسنًا ، إذا جلس على ورقة سرخس ، فيمكنه من بعيد أن ينظر إلى الزهرة الرائعة جدًا التي تزهر في ليلة كوبالا الرائعة.
كما سبق ذكره، فإن دودة إيفانوف هي ممثل لعائلة الخنافس اللامعة، التي يبلغ عددها حوالي ألفي نوع. صحيح أن معظم الحشرات التي تنبعث منها إشعاع تفضل المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية. يمكنك الإعجاب بهذه المخلوقات الغريبة دون مغادرة روسيا في بريموري ساحل البحر الأسودالقوقاز.
إذا صادف أنك مشيت على طول سدود وأزقة سوتشي أو أدلر في أمسية دافئة، فلا يسعك إلا أن تلاحظ أضواء التتبع الصغيرة الصفراء التي تملأ شفق الصيف في "الريفيرا الروسية". "مصمم" هذه الإضاءة الرائعة هو خنفساء لوسيولا مينجرليكا (Luciola mingrelica)، ويساهم كل من الإناث والذكور في تصميم إضاءة المنتجع.
على عكس الوهج الذي لا يرمش ليراعتنا الشمالية، فهو جنسي نظام الإشاراتالجنوبيون يشبهون رمز مورس الخفيف. يطير فريق كافالييرز على ارتفاع منخفض فوق الأرض ويطلق باستمرار إشارات بحث على فترات منتظمة - ومضات من الضوء. إذا كان العريس قريبًا من المرأة الضيقة الجالسة على أوراق الأدغال، فإنها تجيبه بوميضها المميز. بعد ملاحظة "علامة الحب" هذه، يقوم الذكر بتغيير مسار طيرانه فجأة، ويقترب من الأنثى ويبدأ في إرسال إشارات الخطوبة - ومضات أقصر وأكثر تكرارًا.
في البلاد جنوب شرق آسياتعيش اليراعات، وهي قادرة على تنسيق إيصال "مكالمات الحب" الخاصة بها مع إشارات الرفاق القريبين. ونتيجة لذلك، تظهر صورة مذهلة: في الهواء وفي تيجان الأشجار، تبدأ الآلاف من المصابيح الكهربائية الحية الصغيرة في الوميض والخروج في وقت واحد. يبدو أن موصلًا غير مرئي يتحكم في هذه الموسيقى الخفيفة السحرية.
لطالما كان هذا المشهد الساحر يجمع العديد من المعجبين المتحمسين في اليابان. كل عام في يونيو ويوليو مدن مختلفةبلدان شمس مشرقةيمر، يمرر، اجتاز بنجاح هوتارو ماتسوري- مهرجان اليراع .
عادة في الطقس الدافئ، قبل بدء الرحلة الجماعية للخنافس المضيئة، يتجمع الناس عند الغسق في الحديقة بالقرب من بعض الأماكن البوذية أو ضريح الشنتو. كقاعدة عامة، يتم توقيت "مهرجان الخنفساء" ليتزامن مع القمر الجديد - بحيث لا يصرف الضوء "الغريب" انتباه الجمهور عن الأداء الرائع للأضواء الحية. يعتبر العديد من اليابانيين أن الفوانيس المجنحة هي أرواح أسلافهم المتوفين.
إطار من أنمي "قبر اليراعات"
الإيمان بتناغم الجبر...
لا توجد كلمات، نجوم تتلألأ تحت الأقدام، في تيجان الأشجار أو تتسكع فوق رؤوسنا تقريبًا في هواء الليل الدافئ. - المشهد سحري حقًا. لكن هذا التعريف، البعيد عن العلم، لا يمكن أن يرضي العالم الذي يسعى إلى المعرفة الطبيعة الفيزيائيةأي ظاهرة في البيئة.
للكشف عن سر "فخامة" خنفساء لامبيريد - تم تحديد هذا الهدف من قبل عالم وظائف الأعضاء الفرنسي في القرن التاسع عشر رافائيل دوبوا. ولحل هذه المشكلة قام بفصل أعضاء التلألؤ من بطن الحشرات وفركها في الهاون فحولها إلى عصيدة مضيئة ومتجانسة ثم سكب القليل منها ماء بارد. أضاء "المصباح اليدوي" في الهاون لبضع دقائق أخرى، وبعد ذلك انطفأ.
وعندما أضاف العالم الماء المغلي إلى العصيدة المحضرة بنفس الطريقة، انطفأ اللهب على الفور. بمجرد أن قام أحد الباحثين بدمج محتويات الملاط "البارد" و"الساخن" للاختبار. ولدهشته، استؤنف التوهج! كان على دوبوا فقط أن يشرح من وجهة نظر الكيمياء مثل هذا التأثير غير المتوقع.
بعد أن حطم رأسه بقوة، توصل عالم وظائف الأعضاء إلى استنتاج مفاده أن "المصباح الحي" يتم تشغيله بواسطة مادتين كيميائيتين مختلفتين. أطلق عليهم العالم اسم لوسيفيرين ولوسيفيراز. في هذه الحالة، تقوم المادة الثانية بطريقة أو بأخرى بتنشيط المادة الأولى، مما يؤدي إلى توهجها.
في الملاط "البارد" توقف التوهج، لأن اللوسيفيرين نفد، وفي "الساخن" - لأنه تحت تأثير درجة حرارة عاليةيتم تدمير لوسيفيراز. عندما تم الجمع بين محتويات كل من قذائف الهاون، التقى لوسيفيرين ولوسيفيراز مرة أخرى و"أشرقوا".
أكدت الأبحاث الإضافية صحة عالم الفسيولوجي الفرنسي. علاوة على ذلك، كما تبين، فإن المواد الكيميائية مثل لوسيفيرين ولوسيفيراز موجودة في الأعضاء المضيئة لجميع الكائنات الحية. الأنواع المعروفةالخنافس لامبيريد التي تعيش فيها دول مختلفةوحتى في قارات مختلفة.
بعد أن كشفوا ظاهرة توهج الحشرات، توغل العلماء في نهاية المطاف في سر آخر من "الأشخاص اللامعين". كيف ولدت الموسيقى الخفيفة المتزامنة التي تحدثنا عنها أعلاه؟ ومن خلال دراسة الأعضاء الضوئية للحشرات "النارية"، وجد الباحثون أن الألياف العصبية تربطها بأعين اليراعات.
يعتمد تشغيل "المصباح الحي" بشكل مباشر على الإشارات التي يستقبلها ويعالجها المحلل البصري للحشرة؛ وهذا الأخير بدوره يعطي الأوامر للعضو الخفيف. بالطبع، لا يمكن لخنفساء واحدة أن تغطي لمحة تاج شجرة كبيرة أو مساحة خالية. يرى ومضات من القريبين منه، ويعمل في انسجام معهم.
وهؤلاء يسترشدون بجيرانهم وهكذا. ينشأ نوع من "شبكة الذكاء"، حيث يكون كل عامل إشارة صغير في مكانه وينقل المعلومات الضوئية على طول السلسلة، دون معرفة عدد الأفراد المشاركين في النظام.
مع "ربه" في الغابة
بالطبع، يقدر الناس اليراعات في المقام الأول لجمالها وغموضها ورومانسيتها. ولكن في نفس اليابان، على سبيل المثال، في الأيام الخوالي، تم جمع هذه الحشرات في أوعية خوص خاصة. استخدمها النبلاء وجيشا الأثرياء كأضواء ليلية أنيقة، وتم مساعدة الطلاب الفقراء على الاكتظاظ ليلاً بواسطة "الفوانيس الحية". وبالمناسبة، فإن 38 خنفساء تعطي نفس القدر من الضوء الذي تعطيه شمعة شمع متوسطة الحجم.
"نجوم على الساقين" تركيبات الإضاءةلقد استخدمه السكان الأصليون في أمريكا الوسطى والجنوبية منذ فترة طويلة لتزيين منازلهم وأنفسهم بشكل طقوسي في أيام العطلات. قام المستوطنون الأوروبيون الأوائل في البرازيل بملء المصابيح القريبة من الأيقونات الكاثوليكية بالخنافس بدلاً من الزيت. قدمت "الفوانيس الحية" خدمة قيمة بشكل خاص لأولئك الذين سافروا عبر غابات الأمازون.
ولتأمين الحركة الليلية عبر الغابة الاستوائية التي تعج بالثعابين وغيرها من الكائنات السامة، قام الهنود بربط اليراعات في أقدامهم. بفضل هذه "الإضاءة"، تم تقليل خطر الدوس بطريق الخطأ على أحد سكان الغابة الخطيرين بشكل كبير.
حتى غابة الأمازون قد تبدو مكانًا يسافر إليه عشاق الرياضة المتطرفة الحديثة. اليوم، المجال الوحيد الذي تخطو فيه السياحة خطواتها الأولى هو الفضاء. ولكن اتضح أن اليراعات قادرة على تقديم مساهمة جديرة في تطويرها.
هل هناك حياة على المريخ - سوف تخبرك اليراع
دعونا نتذكر مرة أخرى رافائيل دوبوا، الذي من خلال جهوده تعلم العالم في القرن التاسع عشر عن لوسيفيرين ولوسيفيراز - وهما مادتان كيميائيتان تسببان إشعاعًا "حيًا". في النصف الأول من القرن الماضي، تم استكمال اكتشافه بشكل كبير.
اتضح ذلك ل العملية الصحيحةيحتاج "مصباح الحشرات" إلى مكون ثالث، وهو حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك، أو اختصارًا ATP. تم اكتشاف هذا الجزيء البيولوجي الأكثر أهمية في عام 1929، لذلك لم يكن عالم وظائف الأعضاء الفرنسي على علم بمشاركتها في تجاربه.
في فيلم "Avatar"، لا تتوهج الحشرات والحيوانات في الظلام فحسب، بل النباتات أيضًا
ATP هو نوع من "البطارية المحمولة" في الخلية الحية، وتتمثل مهمتها في توفير الطاقة لجميع تفاعلات التخليق الكيميائي الحيوي. بما في ذلك التفاعلات بين لوسيفيرين ولوسيفيراز - بعد كل شيء، هناك حاجة أيضًا إلى الطاقة لانبعاث الضوء. أولاً، بفضل حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك، ينتقل اللوسيفيرين إلى شكل "طاقة" خاص، ثم يقوم اللوسيفيراز بتشغيل تفاعل، ونتيجة لذلك تتحول طاقته "الإضافية" إلى كم من الضوء.
ويشارك الأكسجين وبيروكسيد الهيدروجين وأكسيد النيتريك والكالسيوم أيضًا في تفاعلات التوهج لدى خنافس لامبيريد. هذا هو مدى صعوبة "المصابيح الكهربائية الحية"! لكن لديهم كفاءة عالية بشكل مثير للدهشة. ونتيجة لتحويل الطاقة الكيميائية للـATP إلى ضوء، يتم فقدان 2% فقط على شكل حرارة، بينما في المصباح الكهربائييتم إهدار 96 بالمائة من الطاقة.
كل هذا جيد، كما تقول، ولكن ما علاقة الفضاء به؟ وهذا ما. الحمض المذكور "لا يمكن صنعه" إلا عن طريق الكائنات الحية، ولكن كل شيء على الإطلاق - من الفيروسات والبكتيريا إلى البشر. يستطيع كل من لوسيفيرين ولوسيفيراز التوهج في وجود ATP، الذي يتم تصنيعه بواسطة أي كائن حي، وليس بالضرورة يراعة.
في الوقت نفسه، فإن هاتين المادتين، اللتين اكتشفهما دوبوا، محرومتان بشكل مصطنع من رفيقهما الدائم، لن تعطيا "النور". ولكن إذا اجتمع المشاركون الثلاثة في التفاعل مرة أخرى، فمن الممكن أن يستأنف التوهج.
بناءً على هذه الفكرة تم تطوير المشروع الذي تم تطويره في وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) في الستينيات من القرن الماضي. وكان من المفترض توفير مختبرات فضائية آلية مخصصة لدراسة أسطح الكواكب. النظام الشمسيحاويات خاصة تحتوي على لوسيفيرين ولوسيفيراز. في الوقت نفسه، كان لا بد من تطهيرهم بالكامل من ATP.
بعد أخذ عينة من التربة على كوكب آخر، كان من الضروري، دون إضاعة الوقت، الجمع بين كمية صغيرة من التربة "الكونية" مع ركائز التوهج الأرضية. إذا كان على السطح الجرم السماويعلى الأقل تعيش الكائنات الحية الدقيقة، ثم يتلامس ATP الخاص بها مع لوسيفيرين، "يشحنه"، ثم يقوم لوسيفيراز "بتشغيل" تفاعل التوهج.
يتم إرسال الإشارة الضوئية الناتجة إلى الأرض، وهناك سوف يفهم الناس على الفور أن هناك حياة! حسنًا، إن غياب التوهج، للأسف، سيعني أن هذه الجزيرة في الكون على الأرجح هامدة. حتى الآن، على ما يبدو، لم يومض علينا "الضوء الحي" الأخضر من أي كوكب في النظام الشمسي. لكن البحث مستمر!
إذا كنت ترغب في نشر هذه المقالة على موقع الويب الخاص بك أو مدونتك، فهذا مسموح به فقط إذا كان لديك رابط خلفي نشط ومفهرس للمصدر.
في الليالي الدافئة في أواخر يونيو - أوائل يوليو، أثناء المشي على طول حافة الغابة، يمكنك رؤية أضواء خضراء زاهية في العشب، كما لو كان شخص ما قد أضاء مصابيح LED خضراء صغيرة. ليالي الصيف قصيرة، يمكنك مشاهدة هذا المشهد لبضع ساعات فقط. ولكن إذا قمت بتجميع العشب وسلطت مصباحًا يدويًا على المكان الذي يحترق فيه الضوء، فيمكنك رؤية حشرة مجزأة لا توصف تشبه الدودة، حيث تتوهج نهاية البطن باللون الأخضر. هذا ما تبدو عليه الأنثى يراعة (Lampyris noctiluca). الناس يدعونه دودة ايفانوف, دودة ايفانوفوبسبب الاعتقاد بأنه يظهر لأول مرة منذ عام في ليلة إيفان كوبالا. ضوء ساطعفقط الإناث التي تنتظر الذكور على الأرض أو الغطاء النباتي هي القادرة على الانبعاث؛ الذكور عمليا لا ينبعثون من الضوء. يشبه ذكر اليراع خنفساء عادية عادية ذات إليترا صلبة، بينما تبقى الأنثى في مرحلة البلوغ شبيهة باليرقة، وليس لها أجنحة على الإطلاق. يستخدم الضوء لجذب الذكر . يوجد عضو خاص ينبعث منه توهج في الأجزاء الأخيرة من البطن وهو مثير للاهتمام للغاية: هناك طبقة سفلية من الخلايا. لاحتوائه على عدد كبير من بلورات اليوريا، ويعمل كمرآة تعكس الضوء. تتخلل الطبقة المضيئة نفسها القصبة الهوائية (للوصول إلى الأكسجين) والأعصاب. يتكون الضوء من أكسدة مادة خاصة - لوسيفيرين، بمشاركة ATP. في اليراعات، هذه عملية فعالة للغاية، وتحدث بكفاءة 100٪ تقريبًا، حيث تذهب كل الطاقة إلى الضوء، مع القليل من الحرارة أو بدون حرارة. والآن المزيد عن كل هذا.
يراعة (Lampyris noctiluca) هو عضو في عائلة اليراع ( لامبيريداي) ترتيب الخنافس (مغمدية الأجنحة، مغمدات الأجنحة). يمتلك ذكور هذه الخنافس جسمًا على شكل سيجار يصل طوله إلى 15 ملم ورأس كبير إلى حد ما بعيون نصف كروية كبيرة. إنهم يطيرون جيدًا. الإناث خاصة بهم مظهرتشبه اليرقات، ولها جسم يشبه الدودة يصل طوله إلى 18 ملم، وهي بلا أجنحة. يمكن رؤية اليراعات على حواف الغابات، والزجاج الرطب، على ضفاف بحيرات الغابات والجداول.
أهمها بكل معنى الكلمة هي أعضائها المضيئة. في معظم اليراعات، تقع في الجزء الخلفي من البطن، مما يشبه مصباح يدوي كبير. يتم ترتيب هذه الأعضاء وفقًا لمبدأ المنارة. لديهم نوع من "المصباح" - مجموعة من الخلايا الضوئية المضفرة بالقصبة الهوائية والأعصاب. تمتلئ كل خلية بـ "الوقود" وهو مادة لوسيفيرين. عندما تتنفس اليراع، يدخل الهواء من خلال القصبة الهوائية إلى العضو المضيء، حيث يتأكسد اللوسيفيرين تحت تأثير الأكسجين. أثناء التفاعل الكيميائي، يتم إطلاق الطاقة على شكل ضوء. المنارة الحقيقية تبعث ضوءها دائمًا في الاتجاه الصحيح - نحو البحر. اليراعات في هذا الصدد أيضًا ليست بعيدة عن الركب. الخلايا الضوئية الخاصة بهم محاطة بخلايا مملوءة ببلورات حمض اليوريك. إنها تؤدي وظيفة العاكس (المرآة العاكسة) وتسمح لك بعدم إضاعة الطاقة القيمة سدى. إلا أن هذه الحشرات قد لا تهتم بالاقتصاد، لأن أي فني يمكن أن يحسدها على أداء أعضائها المضيئة. كفاءة اليراعات تصل إلى 98% رائعة! وهذا يعني أنه يتم هدر 2% فقط من الطاقة، وفي إبداعات الأيدي البشرية (السيارات والأجهزة الكهربائية) يتم هدر ما بين 60 إلى 96% من الطاقة.
هناك العديد من المشاركين في رد فعل التوهج. مركبات كيميائية. واحد منهم مقاوم للحرارة وموجود بكمية صغيرة - لوسيفيرين. مادة أخرى هي إنزيم لوسيفيراز. هناك حاجة أيضًا إلى حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) لتفاعل التوهج. لوسيفيراز هو بروتين غني بمجموعات السلفهيدريل.
يتم إنتاج الضوء عن طريق أكسدة اللوسيفيرين. بدون لوسيفيراز، معدل التفاعل بين لوسيفيرين والأكسجين منخفض للغاية، ويحفزه لوسيفيراز بشكل كبير يزيد من معدله. مطلوب ATP كعامل مساعد.
ينشأ الضوء عندما ينتقل الأوكسيلوسيفيرين من الحالة المثارة إلى الحالة الأرضية. في الوقت نفسه، يرتبط الأوكسيلوسيفيرين بجزيء الإنزيم، واعتمادًا على الكارهة للماء للبيئة الدقيقة للأوكسيلوسيفيرين المتحمس، يختلف الضوء المنبعث في أنواع اليراع المختلفة من الأصفر والأخضر (مع بيئة دقيقة أكثر كارهة للماء) إلى الأحمر (مع وجود بيئة دقيقة أكثر كارهة للماء). أقل كارهة للماء). والحقيقة هي أنه مع وجود بيئة دقيقة أكثر قطبية، يتم تبديد جزء من الطاقة. تولد Luciferases من اليراعات المختلفة تلألؤًا بيولوجيًا يبلغ ذروته من 548 إلى 620 نانومتر. بشكل عام، تكون كفاءة استخدام الطاقة في التفاعل عالية جدًا: حيث يتم تحويل كل طاقة التفاعل تقريبًا إلى ضوء دون انبعاث حرارة.
تحتوي جميع الخنافس على نفس مادة اللوسيفيرين. ومن ناحية أخرى، فإن لوسيفيراز. أنواع مختلفةمختلف. ويترتب على ذلك أن التغير في لون التوهج يعتمد على بنية الإنزيم. أظهرت الدراسات أن درجة الحرارة ودرجة الحموضة للوسط لها تأثير كبير على لون التوهج. على المستوى المجهري، يكون التلألؤ مميزًا فقط لسيتوبلازم الخلايا، بينما تظل النواة مظلمة. ينبعث التلألؤ من حبيبات ضوئية موجودة في السيتوبلازم. في دراسة المقاطع الطازجة من الخلايا الضوئية في الأشعة فوق البنفسجية، يمكن اكتشاف هذه الحبيبات من خلال خصائصها الأخرى - التألق - اعتمادًا على وجود اللوسيفيرين.
رد الفعل العائد الكمي مقابل. الأمثلة الكلاسيكيةالتلألؤ مرتفع بشكل غير عادي، ويقترب من الوحدة. بمعنى آخر، لكل جزيء لوسيفيرين مشارك في التفاعل، ينبعث كم ضوئي واحد.
اليراعات هي حيوانات آكلة اللحوم، وتتغذى على الحشرات والرخويات. تعيش يرقات اليراع حياة متجولة، مثل يرقات خنفساء الأرض. تتغذى اليرقات على اللافقاريات الصغيرة، وخاصة الرخويات الأرضية، والتي غالبًا ما تختبئ في أصدافها.
لا تتغذى الخنافس البالغة وتموت بعد وقت قصير من التزاوج ووضع البيض. تضع الأنثى البيض على أوراق الشجر أو على الأرض. وسرعان ما تظهر منها يرقات سوداء ذات بقع صفراء. إنهم يأكلون كثيرًا وينموون بسرعة، وبالمناسبة، يتوهجون أيضًا. في أوائل الخريف، بينما لا يزال الجو دافئًا، يتسلقون تحت لحاء الأشجار، حيث يقضون فصل الشتاء بأكمله. في الربيع، يخرجون من الملجأ، ويتغذون لعدة أيام، ثم يصبحون خادرين. بعد أسبوعين، تظهر اليراعات الصغيرة.
بالنظر إلى وميض اليراعات الساطع، منذ العصور القديمة، تساءل الناس عن سبب عدم استخدامها أغراض مفيدة. كان الهنود يربطونهم بأحذية الأخفاف لإضاءة الممرات وإخافة الثعابين. استخدم المستوطنون الأوائل في أمريكا الجنوبية هذه الحشرات كإضاءة لأكواخهم. في بعض المستوطنات، تم الحفاظ على هذا التقليد حتى يومنا هذا.
