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像贝爷一样探秘发光虫洞穴:看上去很美的死亡陷阱

 造就Talk 2020-07-21

缀满发光虫的怀托摩洞穴

起初,它们就好像满天繁星。我在暗河之上仰望漆黑的洞穴,看到的是数以百计的蓝色光点。随着眼睛逐渐适应黑暗,越来越多的蓝点映入眼帘,比任何一片星空都要稠密。

但不同于夜空的一马平川,这些光点很有质感:有的近在眼前,有的遥遥相望,相对位置不断变换。因此,随着小舟的移动,头顶的布景似乎也在随波荡漾。

产生这些光点并非天体,而是昆虫——一种被称为“发光虫”的昆虫。

在英语口语中,“发光虫”(glowworm)一词有时也指萤火虫和叩头虫,但这些洞穴中的发光虫不属于上述两类。它们是发光蕈蚊(Arachnocampa Iuminosa)的幼虫,从附着在洞穴顶部的卵中孵化出来,向下悬垂丝线。

这些丝线质地坚韧,最多可达70根,其上附着粘液液滴,好似珠帘一般。但这些珠帘却是一个个陷阱,发光虫会通过尾部的化学反应激发蓝光,将丝线变为诱饵。其他昆虫在蓝光的引诱下前来,被发光虫用丝线缠住,并且被吞噬。

经过6到12个月的捕食,蕈蚊的幼虫便化为成虫。成虫没有口器,不能进食。生命中的最后几天里,它们唯一的使命就是交配,制造下一代。

这些会发光的昆虫生活在新西兰和澳大利亚一些黑暗潮湿的角落里,它们在毛利语中的名字是“titiwai”,意为倒影在水中的亮光。这一词源反映了发光虫的栖息地,即黑暗潮湿的地方,包括河岸、热带雨林,但最著名的还要数新西兰怀托摩的那些洞穴。

对成千上万的游客来说,它们是观光胜地,是一片片空灵而有生命的星空。但对黑暗中穿行的成千上万的飞蛾、蠓虫和蜉蝣来说,它们却是死亡之所。

发光虫的美是致命的,但这种致命之美的由来却不为人知。不过通过它们的近亲,我们或许能一窥大概。大多数蕈蚊都与菌类共生,以菌类为食,有的会编织有粘性的网,粘住可食用的孢子。不可避免地,这些网也会抓住过路的昆虫。

在如此高蛋白食物的吸引下,一些蕈蚊开始完全以昆虫为食,原本用来捕捉孢子的网变成了下垂的钓鱼线,用来捕捉飞虫。

在南美、中美洲和东南亚一些热带地区的洞穴中,它们的猎物极其充裕,时至今日,用丝线垂钓昆虫的蕈蚊依然不在少数。但在澳大利亚和新西兰这样的温带地区,猎物较为稀少,蕈蚊需要额外的手段来吸引猎物。这也许就是它们发光的原因。

说来怪异,它们发光靠的是改造自己的“肾脏”。昆虫身上有一些细长的在管子,名为马尔皮基氏小管,作用是产生尿液,跟人类的肾脏类似。在发光蕈蚊中,这些管道末端的细胞胀大,变透明,而发光的正是这些细胞。

“太特别了,”昆士兰大学的大卫·梅里特(David Merritt)说。“昆虫的种类实在是太丰富多样,总有那么一些昆虫会利用已有的结构,做一些匪夷所思的事情。”

梅里特研究这种发光虫已经有好几年的历史。他证明,它们可以用连接马氏小管的神经,极为精细地控制光的亮度。如果你用光线照射发光蕈蚊,几分钟后,它会停止发光。

另外,震动也会使之兴奋。梅里特说,在新西兰的一些旅游项目中,导游会故意用一个内胎敲击水面,或是洞穴墙壁;“星空”的亮度会应声加倍。在实验室中,梅里特将振动的手机贴在养着发光蕈蚊的水族箱外壁上,也可以达到同样的效果。“检测到震动之后,它们就会显著变亮,”他说,“至于用处,我并不清楚。”

他还发现,这些发光虫发光是有周期性的。虽然洞穴里暗无天日,与外界的昼夜节律相隔绝,但每到傍晚六七点钟,它们就变得尤其明亮,而且相互之间还会同步。

“我们做过实验,先解除同步,再把它们放回到一块——五六天之后,它们又开始同步了。”梅里特说。“我觉得,这样做是为了在洞内飞虫最多的时候,使集体的光线产出最大化。”

听到这里,我不禁疑惑:

  • 有没有虫子冲滥竽充数,降低自己的亮度,节省能量,同时借用邻居的光线,将猎物吸引到自己的陷阱之中?

  • 有没有昆虫通过进化,具备了抵御蓝光诱惑的能力?

  • 有没有发光虫改变周期,在大家都休息时发光,吸引非高峰时段出现的昆虫?

  • 还有,这些光究竟是怎么产生的?

至少,最后一个问题已经有了答案。发光虫之所以能点亮地下世界,靠的是两种化学物质:荧光素和荧光素酶。荧光素在荧光素酶的催化下与氧气反应,发出幽光。萤火虫、水母等动物的发光原理也都类似。

每种发光动物都有其独特的荧光素和荧光素酶。“这是通用术语,就好比‘炉子’,”奥塔哥大学的科特·克劳斯(Kurt Krause)说,“你有炉子,我也有炉子,它们都能加热,但每个炉子都不一样。”类似地,克劳斯和同事们发现,发光虫也有其独一无二的发光反应,他们正试图将其梳理出来。

为什么要这样做?

一个原因是,荧光素对科研用处极大。研究人员可以用它们改造不发光生物的细胞,使它们在特定基因激活时发出荧光,这样一来,我们就可以追踪癌细胞,探测病毒感染,诸如此类。由于不同种类的荧光素颜色不一,可用的荧光素种类越多,我们可同时追踪的东西就越多。

“我们认为,发光虫的生物化学很值得研究,但愿它是具备商业价值的。”克劳斯说。“但就算不能商业化,它也够厉害了!还有什么比发光生物更酷的呢?你只要去接触一下,就一定会着迷的。”

亲眼看到这些光点时,我确实被迷倒了。在怀托摩,我坐在舟中,遨游在一片活生生的星空之下。

这些光源的本质着实怪异,乃至狰狞——一批蛆虫用自己的“肾脏”发出光亮,引诱其他昆虫投入死亡的陷阱——但它又足够唯美,当我转头的时候,我足以借着微光,看到女友的笑脸。

翻译:雁行

来源:The Atlantic

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