客觀日本

日本中部大學與慶應大學發現平家螢會用3種發光「閃爍」對話

2023年03月22日 生物醫藥

日本中部大學應用生物學部的高津英夫研究員和大場裕一教授與慶應義塾大學理工學部的南美洲穗子教授共同研究發現,平家螢的雄性和雌性可利用光閃爍訊號進行交流,這種發光「閃爍」訊號是識別「雄性」、「未交配雌性」、「已交配雌性」的關鍵之一。這是研究人員首次透過實驗應答平家螢可用光的閃爍進行交流。該研究成果已經刊登在Scientific Reports的電子版上。

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圖1 螢火蟲的發光「閃爍」是在傳遞秋波嗎?不,其實是在說「你別過來!」(供圖:中部大學)

平家螢分佈在日本、北韓半島、中國北部等地,每到7~8月開始出現在水田和溼地,尤其是停留在草叢上的雄性在發出螢光時,含有毫秒級的「閃爍」。這種現象在日本的固有種——源氏螢身上則看不到。然而,平家螢像星星一樣閃爍的原理,在此之前一直不明確。

研究團隊首先在愛知縣知多郡東浦町的水田地區拍攝了野生平家螢的影片,並對該影片進行了分析。結果表明,停留在草叢中的螢火蟲有「雄性」、「未交配雌性」、「已交配雌性」三種,並各自擁有不同的螢光模式。雄性在接近未交配雌性時,會重複發出毫秒級的快速閃爍光。對此,未交配雌性發出的螢光沒有閃爍,每次發光時間也非常短,而停留在草叢中的已交配的雌性發出的螢光,則會像雄性一樣帶有閃爍,且每次的發光時間稍長。換句話說,雄性螢火蟲會透過「不閃爍、每次發光時間短的發光模式」來尋找交配物件。

研究人員使用能發出與螢火蟲相同的黃綠色光的小型LED燈,透過程式設計改變了每次發光時間和閃爍的強弱,人工製造出螢火蟲的螢光,並將該裝置設置在野外(電子螢火蟲)。對其資料進行統計分析的結果表明,在草叢中的雄性平家螢會被「閃爍小、發光時間短」的電子螢火蟲強烈吸引。

之前有關螢火蟲發光交流的研究,只知道與發光時間及響應時間延滯等簡單的時間因素有關。但本次研究透過對平家螢的野外觀察以及利用電子螢火蟲進行野外實驗後對數據進行的統計分析,首次發現了毫秒級的振幅因素——閃爍也被用於傳遞資訊。

在世界其他地區,已知也有像平家螢一樣發光時伴隨閃爍的螢火蟲,這些螢火蟲也許也是透過閃爍進行交流的。

原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
雜誌:Scientific Reports
論文:Flickering flash signals and mate recognition in the Asian firefly,Aquatica lateralis
DOI:10.1016/j.bbrc.2022.12.028