Светлячок

Светлячок – это насекомое, которое относится к отряду жесткокрылые (или жуки), подотряду разноядные жуки, семейству светляки (лампириды) (лат. Lampyridae).

Светлячки получили свое название благодаря тому, что их яйца, личинки и взрослые особи способны светиться. Самым древним письменным упоминанием о светляках являются записи в японском сборнике поэзии конца VIII века.

Светлячок – описание и фото

Светлячки – это маленькие насекомые размером от 4 мм до 3 см. Большинство из них имеет уплощенное продолговатое тело, покрытое волосками, и характерное для всех жуков строение, в котором выделяются:

• 4 крыла, два верхних из которых превратились в надкрылья, имеющие пунктировку и иногда следы ребер;

• подвижная голова, украшенная большими фасеточными глазами, полностью или частично прикрытая переднеспинкой;

• нитевидные, гребенчатые или пиловидные усики, состоящие из 11 члеников;

• ротовой аппарат грызущего типа (чаще он наблюдается у личинок и самок; у взрослых самцов он редуцирован).

Самцы многих видов, похожие на обычных жуков, сильно отличаются от самок, больше напоминающих личинок или маленьких червячков с ножками. У таких представительниц тёмно-бурое тело на 3 парах коротеньких конечностей, простые крупные глаза и совсем нет крыльев и надкрыльев. Соответственно, они не умеют летать. Усики у них небольшие, состоящие из трёх члеников, а трудноразличимая голова спрятана за шейным щитком. Чем менее развита самка, тем сильнее она светится.

Светляки не бывают ярко окрашенными: чаще встречаются представители бурого цвета, но их покровы также могут содержать чёрные и коричневые тона. Эти насекомые имеют сравнительно мягкие и гибкие, умеренно склеротизированные покровы тела. В отличие от других жуков, надкрылья светлячков очень легкие, поэтому насекомых раньше относили к мягкотелкам (лат. Cantharidae), но затем выделили в отдельное семейство.

Почему светятся светлячки

Большинство представителей семейства светлячков известны своей способностью испускать фосфоресцирующее свечение, которое особенно хорошо заметно в темноте. У одних видов светиться могут только самцы, у других – только самки, у третьих – и те, и другие (например, итальянские светляки). Самцы испускают яркий свет в полёте. Самки малоподвижны и обычно ярко светятся на поверхности почвы. Также существуют светлячки, у которых совсем нет такой способности, при этом у многих видов свет исходит даже от личинок и яиц.

Кстати, немногие животные суши вообще обладают явлением биолюминесценции (химического свечения). Известны способные к этому личинки грибных комаров, ногохвостки (коллемболы), огненные мухи, пауки-скакуны и представители жуков, например, такие, как огненосные щелкуны (пирофорусы) из Вест-Индии. Но если считать и морских обитателей, то светящихся животных на Земле не менее 800 видов.

Органы, позволяющие светлячкам испускать лучи – это фотогенные клетки (лантерны), обильно оплетенные нервами и трахеями (воздухоносными трубочками). Внешне лантерны выглядят как желтоватые пятна на нижней стороне брюшка, покрытые прозрачной плёнкой (кутикулой). Они могут быть расположены на последних сегментах брюшка или равномерно распределены по телу насекомого. Под этими клетками лежат другие, заполненные кристаллами мочевой кислоты и способные отражать свет. Вместе эти клетки работают лишь при условии наличия нервного импульса от головного мозга насекомого.

Кислород по трахеям попадает в фотогенную клетку и при помощи фермента люциферазы, ускоряющей реакцию, окисляет соединение люциферина (светоизлучающего биологического пигмента) и АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Благодаря этому светлячок светится, излучая свет синего, жёлтого, красного или зелёного цвета. Самцы и самки одного вида чаще всего испускают лучи схожего цвета, но бывают и исключения. Цвет свечения зависит от температуры и кислотности (pH) окружающей среды, а также от строения люциферазы.

Жуки сами регулируют свечение, они могут усилить или ослабить его, сделать его прерывистым или непрерывным. Каждый вид обладает своей уникальной системой фосфорического излучения. В зависимости от цели, свечение жуков-светляков может быть пульсирующим, мигающим, стабильным, затухающим, ярким или тусклым. Самка каждого вида реагирует только на сигналы самца с определённой частотой и силой света, то есть его режим. Особым ритмом испускания света жуки не только привлекают партнёров, но также отпугивают хищников и охраняют границы своих территорий. Различают:

• поисковые и призывные сигналы у самцов;
• сигналы согласия, отказа и посткопулятивные сигналы у самок;
• сигналы агрессии, протеста и даже световую мимикрию.

Интересно, что светлячки тратят около 98% своей энергии на испускание света, тогда как обыкновенная электрическая лампочка (лампа накаливания) превращает в свет только 4% энергии, остальная энергия рассеивается в виде тепла.

Светлячки, ведущие дневной образ жизни, зачастую не нуждаются в способности испускать свет, потому она отсутствует у них. Но те дневные представители, которые живут в пещерах или в тёмных уголках леса, также включают свои «фонарики». Яйца всех видов светлячков первое время также испускают свет, но вскоре он угасает. Днём свет светляка можно заметить, если прикрыть насекомое двумя ладонями или перенести в тёмное место.

Кстати, светлячки также подают сигналы при помощи направления полёта. Например, представители одного вида летают по прямой линии, представители другого вида – по ломаной.

Типы световых сигналов светляков

Все световые сигналы светляков В. Ф. Бак разделил на 4 типа:

• Непрерывное свечение

Так светятся взрослые жуки, относящиеся к роду Phengodes, и яйца всех светляков без исключения. Ни внешняя температура, ни освещение не оказывают влияние на яркость лучей этого неуправляемого вида свечения.

• Прерывающееся свечение

В зависимости от факторов внешней среды и внутреннего состояния насекомого, это может быть слабый или сильный свет. Он может на время совсем затухать. Так сияет большинство личинок.

• Пульсации

Этот тип свечения, при котором периоды излучения и отсутствия света повторяются через определённые промежутки времени, характерен для тропических родов Luciola и Pteroptix.

• Вспышки

Между промежутками вспышек и их отсутствием при этом типе свечения нет никакой временной зависимости. Такой вид сигнала характерен для большинства светляков, особенно в умеренных широтах. В условиях данного климата способность насекомых к излучению света сильно зависит от факторов внешней среды.

Х.А. Ллойд выделил также пятый вид свечения:

• Фликер

Этот вид светового сигнала представляет серию коротких вспышек (частотой от 5 до 30 Гц), появляющихся непосредственно друг за другом. Он встречается во всех подсемействах, а его наличие не зависит от места и среды обитания.

Коммуникативные системы светлячков

У лампирид выделяют 2 типа коммуникативных систем.

1. В первой системе особь одного пола (чаще самка) испускает специфические призывные сигналы и привлекает представителя противоположного пола, для которого наличие собственных световых органов не является обязательным. Такой тип общения характерен для светляков родов Phengodes, Lampyris, Arachnocampa, Diplocadon, Dioptoma (Cantheroidae).
2. В системе второго типа особи одного пола (чаще летающие самцы) испускают призывные сигналы, на которые нелетающие самки дают поло- и видоспецифические ответы. Такой способ общения свойственен многим видам из подсемейств Lampyrinae (род Photinus) и Photurinae, обитающих в Северной и Южной Америке.

Это деление не абсолютно, так как существуют виды с промежуточным типом коммуникации и с более совершенной диалоговой системой свечения (у европейских видов Luciola italica и Luciola mingrelica).

Синхронное вспыхивание светлячков

В тропиках многие виды жучков из семейства Lampyridae как бы светят совместно. Они одновременно зажигают свои «фонарики» и в одно время гасят их. Это явление учёные назвали синхронным вспыхиванием светляков. Процесс синхронного вспыхивания светлячков до конца ещё не изучен, и есть несколько версий касательно того, как насекомым удается светить одновременно. По одной из них, внутри группы жуков одного вида есть лидер, он и служит дирижёром этого «хора».

А так как все представители знают частоту (время перерыва и время свечения), у них получается делать это очень дружно. Синхронно вспыхивают, в основном, самцы лампирид. Причем все исследователи склоняются к версии, что синхронизация сигналов светляков связана с половым поведением насекомых. За счёт увеличения плотности популяции у них повышается возможность найти партнёра для спаривания. Также ученые заметили, что синхронность света насекомых можно нарушать, если повесить рядом с ними лампу. Но с прекращением её работы процесс восстанавливается.

Первое упоминание об этом феномене относится к 1680 году – это описание, которое сделал Э. Кэмпфер после путешествия в Бангкок. В дальнейшем было сделано много заявлений о наблюдении этого явления в Техасе (США), Японии, Таиланде, Малайзии и горных районах Новой Гвинеи. Особенно много таких видов светляков обитает в Малайзии: там это явление местные жители называют «келип-келип». В США в национальном парке Элкомонт (Great Smoky Mountains) приезжающие наблюдают за синхронным свечением представителей вида Photinus carolinus.

Где обитают светлячки

Светляки – это довольно распространённые, теплолюбивые насекомые, которые обитают во всех частях света:

• в Северной и Южной Америке;
• в Африке;
• в Австралии и Новой Зеландии;
• в Европе (в том числе и в Великобритании);
• в Азии (Малайзии, Китае, Индии, Японии, Индонезии и Филлипинах).

Большинство светляков встречается в Северном полушарии. Многие из них живут в теплых странах, то есть в тропических и субтропических областях нашей планеты. Некоторые разновидности водятся в умеренных широтах. В России обитают 20 видов светляков, которых можно встретить на всей территории, кроме севера: на Дальнем Востоке, в европейской части и в Сибири. Их можно обнаружить в лиственных лесах, на болотах, у рек и озёр, на полянах.

Светлячки не любят жить группами, они одиночки, но при этом часто образуют временные скопления. Большая часть светляков – ночные животные, но есть и такие, которые активны в светлое время суток. Днём насекомые отдыхают на траве, прячутся под корой, камнями или в иле, а ночью те, что способны летать, делают это плавно и быстро. В холодную погоду их можно часто заметить на поверхности земли.

Чем питаются светлячки

И личинки, и взрослые особи чаще являются хищниками, хотя существуют светлячки, которые питаются нектаром и пыльцой цветов, а также гниющими растениями. Плотоядные жучки охотятся на других насекомых, на гусениц бабочек-совок, моллюсков, многоножек, дождевых червей и даже на своих собратьев. Некоторые самки, обитающие в тропиках (например, из рода Photuris), после спаривания подражают ритму свечения самцов другого вида, чтобы съесть их и получить питательные вещества для развития своего потомства.

Самки во взрослом состоянии питаются чаще самцов. Многие самцы вообще не едят и умирают после нескольких спариваний, хотя существуют и другие данные, согласно которым пищу употребляют все взрослые особи.

У личинки светляка на последнем сегменте брюшка имеется втяжная кисточка. Она нужна для того, чтобы счищать слизь, остающуюся на её маленькой голове после поедания улиток и слизней. Все личинки светляков – активные хищники. В основном, они едят моллюсков и часто селятся в их твёрдых раковинах.

Размножение светлячков

Как и все жесткокрылые, светляки развиваются с полным превращением. Жизненный цикл этих насекомых состоит из 4 стадий:

1. Яйцо (3-4 недели),
2. Личинка, или нимфа (от 3 месяцев до 1,5 лет),
3. Куколка (1-2 недели),
4. Имаго, или взрослая особь (3-4 месяца).

Самки и самцы спариваются на земле или на низких растениях в течение 1-3 часов, после чего самка откладывает до 100 яиц в углубления почвы, в мусор, на нижнюю поверхность листьев или в мох. Яйца обыкновенных светляков похожи на перламутрово-желтую гальку, обмытую водой. Скорлупа у них тонкая, а «головная» сторона яиц содержит зародыш, который просматривается сквозь прозрачную плёнку.

Через 3-4 недели из яиц вылупляются наземные или водные личинки, которые являются прожорливыми хищниками. Туловище личинок темное, слегка уплощенное, с длинными бегательными ногами. У водных видов развиты боковые брюшные жабры Маленькая удлиненная или квадратная голова нимф с трехчлениковыми усиками сильно втянута в переднегрудь. По бокам головы располагается по 1 светлому глазу. Сильно склеротизированные жвалы (мандибулы) личинок имеют форму серпа, внутри которого находится сосательный канал. В отличие от взрослых насекомых, верхняя губа у нимф отсутствует.

Селятся личинки на поверхности почвы – под камнями, в лесной подстилке, в раковинах моллюсков. Нимфы некоторых видов светляков окукливаются этой же осенью, но в основном они переживают зиму и лишь по весне превращаются в куколок. Окукливаются личинки в почве или подвесив себя на коре дерева, как это делают гусеницы. Через 1-2 недели из куколок выползают жуки.

Виды светлячков, фото и названия

Всего энтомологи насчитывают около 2000 видов светлячков. Поговорим о самых известных из них.

• Обыкновенный светляк (он же большой светляк) (лат. Lampyris noctiluca) имеет народные названия иванов червячок или ивановский червячок. Появление насекомого связывали с праздником Ивана Купалы, ведь именно с приходом лета у светляков начинается брачный период. Отсюда и появилось народное прозвище, которое дали самке, очень похожей на червячка. Большой светляк – это жук с характерным для светлячков внешним видом. Размер самцов достигает 11-15 мм, самок – 11-18 мм. У насекомого плоское ворсинистое тельце и все остальные признаки семейства и отряда. Самец и самка данного вида сильно отличаются друг от друга. Самка похожа на личинку и ведёт малоподвижный напочвенный образ жизни. Оба представителя пола обладают способностью к биолюминесценции. Но у самки это выражено намного сильнее, в сумерках она испускает довольно яркое свечение. Самец же хорошо летает, но светится очень слабо, почти незаметно для наблюдателей. Очевидно именно самка подаёт сигнал партнёру.

• Водяной светляк (лат. Luciola cruciata) – обычный обитатель рисовых полей Японии. Живёт только в мокром иле или прямо в воде. Охотится ночью на моллюсков, в том числе на промежуточных хозяев червей-сосальщиков. Во время охоты он сияет очень ярко, излучая голубой свет.

• Обычный восточный светлячок (огненный фотинус) (лат. Photinus pyralis) обитает на территории Северной Америки. Самцы из рода Photinus светятся только на взлёте и летают по зигзагообразной траектории, а самки используют подражательную иллюминацию для поедания самцов других видов. Из представителей данного рода американские учёные выделяют фермент люциферазу, чтобы использовать её в биологической практике.Обычный восточный светлячок является самым распространённым в Северной Америке. Это ночной жук, имеющий темно-коричневое тело длиной 11-14 мм. Благодаря яркому свету он хорошо виден на поверхности почвы. Самки этого вида похожи на червячков. Личинки огненного фотинуса живут от 1 до 2 лет и прячутся во влажных местах – рядом с ручьями, под корой и на земле. Зиму они проводят, зарывшись в грунт. И взрослые насекомые, и их личинки являются хищниками, поедают червей и улиток.

• Пенсильванский светлячок (лат. Photuris pennsylvanica) живет только в Канаде и США. Взрослый жук достигает размера в 2 см. У него плоское тело чёрного цвета, красные глаза и жёлтые подкрылья. На последних сегментах его брюшка расположены фотогенные клетки. Личинку этого насекомого прозвали «светящимся червяком» за её способность к биолюминесценции. Червеподобные самки этого вида тоже обладают способностью к световой мимикрии, они имитируют сигналы вида светляков Photinus, чтобы схватить и съесть их самцов.

• Cyphonocerus ruficollis – самый примитивный и малоизученный вид светляков. Обитает он в Северной Америке и Евразии. В России насекомое встречается в Приморье, где самки и самцы активно светятся в августе. Жук внесён в Красную книгу России.

• Рыжий светлячок (светлячок пироцелия) (лат. Pyrocaelia rufa) – редкий и малоизученный вид, обитающий на Дальнем Востоке России. Его длина может достигать 15 мм. Рыжим светляком его называют потому, что его щиток и округлая переднеспинка имеют оранжевый оттенок. Надкрылья жука тёмно-коричневые, усики пиловидные и небольшие. Личиночная стадия этого насекомого продолжается 2 года. Найти личинку можно в траве, под камнями или в лесной подстилке. Взрослые самцы летают и светятся.
• Светлячок пихты (лат. Pterotus obscuripennis) – маленький чёрный жук с оранжевой головой и пиловидными усиками (сяжками). Самки этого вида летают и светятся, самцы же теряют способность излучать свет после превращения во взрослое насекомое. Обитают жуки светляки пихты в лесах Северной Америки.

• Среднеевропейский червь (светящийся червь) (лат. Lamprohiza splendidula) – обитатель центра Европы. На переднеспинке жука-самца есть чёткие прозрачные пятна, а вся остальная часть его тела окрашена в светло-коричневый цвет. Длина тела насекомого варьирует от 10 до 15 мм. Особенно ярко светятся в полёте самцы. Самки червеобразны и также способны излучать яркий свет. Органы светопроизводства расположены у среднеевропейских червей не только на конце брюшка, но и во втором сегменте груди. Личинки этого вида также могут светиться. Они имеют черное ворсинистое тельце с желто-розовыми точками по бокам.

Польза и вред светляков

Светлячки – это полезные насекомые. Они уничтожают промежуточных хозяев паразитических плоских червей – моллюсков и слизней. Как сказочные эльфы, они красиво освещают ту местность, где обитают. Учёные используют их для выделения веществ, способных определить наличие жизни на других планетах и для создания новых организмов.

Врагов у светляков очень мало, так как насекомые выделяют ядовитые или неприятные на вкус вещества, относящиеся к группе люцибуфагинов и отпугивающие хищников.

Интересные факты о светляках

• Одним из самых ярких животных на планете является кукухо, или пирофорус из семейства щелкунов (лат. Pyrophorus). Это крупное насекомое длиной до 3-5 см. Органы свечения кукухо расположены на двух частях тела. Его брюшко излучает оранжевый цвет, а грудь – зелёный. Количество испускаемого им света в 150 раз больше, чем у обыкновенного светлячка.
• Когда у переселенцев из Европы в Америку не было свечей, они освещали свои дома при помощи светлячков, помещённых в банки. Ими же заполняли лампады рядом с иконами. Индейцы и сегодня, собираясь ночью в джунгли, привязывают к рукам или к обуви крупных светящихся жуков. Свет насекомых помогает обзору и отпугивает ядовитых змей. В Японии в старину гейши и знать тоже собирали жуков в плетёные изделия и использовали их для освещения, а бедные студенты учили свои уроки под зеленовато-белый свет, испускаемый насекомыми.
• Оказалось, что светляки не только отпугивают светом нападающих на них хищников, но и привлекают их для нападения на ядовитых представителей своего семейства. Таким хитрым способом они хотят убедить своих врагов в том, что все светлячки несъедобны.
• В Японии ежегодно отмечается праздник светлячков. Люди собираются рядом с храмами и дружно встречают вспыхивание этих жуков. Они пускают их личинки вниз по течению рек, как символ о душах умерших.
• Выделив люцеферин и люциферазу из тел светляков, учёные НАСА решили использовать их при определении наличия или отсутствия жизни на изучаемых планетах Солнечной системы. Эти вещества вырабатывают свет только в присутствии универсального источника энергии для всего живого на Земле – АТФ. Если свет возникнет при смешивании с местной почвой, то на планете можно искать жизнь. Но пока ещё ни с одной исследуемой планеты не замигал желаемый огонёк.
• В Японии некоторые виды светляков находятся под особой охраной, так как они уничтожают промежуточных хозяев паразитов животных и человека – ленточных червей-сосальщиков.
• Светлячков становится всё меньше в мире из-за изменения климата и из-за того, что их места обитания занимаются человеком. Эти насекомые не могут мигрировать: если настают неблагоприятные времена, то они просто вымирают.
• Arachnocampa Luminos – вид светляков, обитающий только в Новой Зеландии. Они освещают знаменитую местную пещеру Glowworm Caves (пещеру Светлячков).
• В Вест-Индии в старые времена причёски женщин украшали светлячками. Это было очень модно.