Светлячок насекомое. образ жизни и среда обитания светлячка

Жук-светлячок

Жук-светлячок (лат. Lampyris noctiluca, англ. Glow-worm) Обыкновенный светляк или Иванов червячок — жук, характерной особенностью которого является наличие органов свечения на последних брюшных сегментах. Органы свечения чаще всего расположены под прозрачной кутикулой и образованы крупными фотогенными клетками, которые обильно оплетены трахеями и нервами. Под этими клетками находятся отражатели света — клетки, заполненные кристаллами мочевой кислоты. По трахеям к фотогенным клеткам поступает кислород, необходимый для происходящих здесь окислительных процессов.

Распространён на территории Европы и Азии, также встречающийся в Северной Америке. Обиходное название получил из-за поверья, что первый раз в году появляется в ночь на Ивана Купалу. Ярко светятся только самки, ожидающие самцов на земле или растительности; самцы же света практически не излучают. Самки испускают в темноте мягкий фосфоресцирующий свет, служащий средством привлечения и обнаружения полового партнера.

Взрослые жуки не питаются и вскоре после спаривания и откладки яиц гибнут. Из отложенных самкой яиц выходят хищные личинки, основная пища которых — наземные моллюски. Зимуют личинки, которые с зимовки выходят в конце весны, а в начале лета появлются взрослые жуки. Светляков можно увидеть на лесных опушках, сырых полянах, на берегах лесных озер и ручьев.

У самцов этих жуков сигарообразное тело, длиной до 15 мм, и довольно крупная голова с большими полусферическими глазами. Они хорошо летают. Самки же своим внешним видом напоминают личинок, имеют червеобразное тело длиной до 18 мм, и бескрылы.

Свечение светлячков вызывается химическим процессом биолюминесценции в их теле. Свет излучается, когда внутриклеточный кислород соединяется с кальцием, молекулой аденозинтрифосфата (АТФ), служащей хранилищем энергии, и пигментом люциферином в присутствии фермента люциферазы. Люцифераза представляет собой белок, богатый сульфгидрильными группами. В отличие от ламп накаливания, выделяющих большое количество тепла, светлячки испускают «холодный свет», в световые лучи переходит от 87 до 98 % энергии.

Для «включения» света орган, управляющий свечением, начинает подавать кислород к другим соединениям, необходимым для генерирования света, а для «выключения» прекращает подачу. Когда кислород есть, орган свечения испускает свет, а когда кислорода нет, гаснет. Легких у насекомых нет, и кислород извне подается в организм по сложной системе постепенно сужающихся трубочек, которые называются трахеолами. Мышцы, управляющие подачей кислорода из трахеол, работают довольно медленно, и быстрое включение свечения долгое время оставалось загадкой.

Однако недавно ученые выяснили, что ключевую роль играет окись азота. Обычно весь кислород, необходимый органеллам для генерации энергии в клетках, удерживают митохондрии. Чтобы заставить митохондрии отдать часть кислорода, мозг насекомого дает команду на выработку окиси азота, которая замещает кислород в митохондриях. Вытесняемый ею кислород поступает к органам свечения и может использоваться в химических реакциях, в результате которых испускается свет. Однако окись азота быстро разлагается, поэтому кислород вскоре вновь связывается и генерация света прекращается.

Взрослые особи мерцают определенным образом, специфичным для каждого из них, что позволяет их половым партнерам отличать их от других. У светлячков выделяют практически все сигналы, которые так или иначе связаны с половым поведением, защитные и территориальные сигналы: будь то призывные и поисковые сигналы самцов, сигналы «согласия», «отказа» и «посткопулятивные» сигналы самок, а также сигналы агрессии и даже световую мимикрию.

Было проведено серьезное исследование по изучению поведения низших светлячков. У них свечение, отнюдь не служит для привлечения крылатых самцов. У них главным привлекающим фактором служит запах и поэтому ещё предстоит выяснить почему светятся эти светлячки. Роль световых органов достоверно известна только для эволюционно наиболее развитых форм.

Фото жука-светлячка

Видео жук-светлячок

Колония светлячков заснята в 2012 году в камышах на острове Влиланд (Vlieland) в нидерландской провинции Фрисландия, один из Фризских островов. На видео — около полутысячи насекомых на участке 30х8 метров, проход к небольшому пруду.

/wp-content/uploads/2016/12/svetlyachok.mp4

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.

Самец. Автор фото: Miroslav Fiala

Самка. Автор фото: Morten DD Hansen, Public Domain

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.

Автор фото: harum.koh, CC BY-NC-SA 4.0

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.

Автор фото: Katja Schulz, CC BY 2.0

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.

Автор фото: Gould363, CC BY-SA 4.0

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.

Автор фото: Dysmorodrepanis, CC BY-SA 2.0

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.

Автор фото: Judy Gallagher, CC BY 2.0

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.

Автор фото: Kryp, CC0

Свечение

Каждое светящееся насекомое имеет специальные органы – латерны, которые генерируют свет. В зависимости от вида количество, форма и размещение этих органов могут различаться. Латерны представляют собой совокупность нервных окончаний, трахей и фотогенных клеток. Под ними расположены клетки-отражатели, наполненные кристаллами мочевой кислоты.

Химические реакции в основе свечения

Для генерации света в фотогенных клетках должны присутствовать четыре вещества:

люциферин;
фермент люцифераза;
кислород;
АТФ как источник энергии.

Свет выделяется во время окисления кислородом вещества люциферин. Люцифераза только ускоряет этот процесс. Реакция проходит следующие стадии

Люциферин при взаимодействии с молекулой АТФ превращается в люцифериладенилат.
Люцифериладенилат взаимодействует с кислородом, превращается в оксилюциферин с выделением АМФ и света.

Свечение как метод коммуникации

Свечение используется жуками как способ передачи информации. Энтомологи научились различать сигналы, которые используются насекомыми в брачный период: призывы самцов, согласие и отказ самок, а также посткопулятивные сигналы. Кроме того, светляки с помощью люминесценции могут выражать гнев, метить территорию и даже защищаться.

Интересный факт. Самки-хищницы рода Photuris способны издавать световые сигналы, присущи роду Photinus . Привлеченные самцы слетаются на зов и становятся добычей кровожадных обманщиц.

Типы свечения

Ученые заметили, что разные виды светляков издают типичные световые сигналы:

Непрерывное свечение. Генерация света в таком случае происходит постоянно, не управляется насекомым и не зависит от условий окружающей среды. Такой тип свечения свойствен яйцам и личинкам всех видов жуков, а также имаго светляков рода Phengodes .
Прерывающееся свечение. Насекомые генерируют свет длительное время, но его яркость может постепенно меняться в зависимости от суточных ритмов, внешней среды и изменений в теле самого жука.
Пульсация. Этот тип свечения представляет собой регулярные световые вспышки, которые регулируются циркадными ритмами.
Вспышки. Самый распространенный тип свечения. Отличается от пульсации возможностью регуляции длительности каждого цикла, яркости света и других показателей внутренними и внешними факторами.

Выбор партнера

У светлячков царит матриархат — партнера выбирает самка. Определяет его она по интенсивности свечения. Чем свет ярче, чем выше частота его мерцания, тем у самца больше шансов очаровать самку. В тропических лесах во время коллективных «серенад» деревья, окутанные такими ожерельями, сияют ярче витрин в мегаполисах.

Зафиксированы случаи и брачных игр со смертельным исходом. Самка, используя световой знак, привлекает самцов другого вида. Когда ничего не подозревающие оплодотворители являются, коварная соблазнительница их съедает.

После оплодотворения из яиц, отложенных самкой, появляются личинки. Как выглядят личинки светлячка? Довольно крупные, прожорливые, окрашенные в черный цвет червячки с отчетливо видимыми желтыми пятнами. Интересно, что они светятся, как и взрослые особи. Ближе к осени они прячутся в кору деревьев, где и зимуют.

Развиваются личинки медленно: у видов, обитающих в средней полосе, личинки зимуют, а у большинства субтропических видов растут несколько недель. Стадия куколки продолжается до 2,5 недель. На следующую весну, личинки окукливаются и из них развиваются новые взрослые особи.

Светлячок, излучающий самый яркий свет, обитает в тропиках Америки. Он достигает в длину пяти сантиметров. И у него светится, кроме брюшка, еще и грудь. Его свет в 150 раз ярче, чем у европейского сородича.
Ученые смогли выделить ген, который влияет на свечение. Его успешно внедрили в растения, в результате удалось получить светящиеся по ночам плантации.
Жители тропических поселений использовали этих жучков в качестве своеобразных светильников. Жучков помещали в небольшие емкости и такие примитивные фонарики освещали жилища.
Каждый год в начале лета в Японии проходит праздник светлячков. Зрители в сад возле храма приходят с наступлением сумерек и с восторгом наблюдают за необыкновенно красивым полетом огромного количества светящихся жучков.
На территории Европы самый распространенный вид — обыкновенный светляк, которого называют ивановым червячком. Это необычное название жучок получил благодаря поверью, что он светится в ночь на Ивана Купалу.

Надеемся, что вы получили ответы на вопросы, как выглядит светлячок, где он живет и какой ведет образ жизни. Эти интересные насекомые всегда вызывали большой интерес человека и, как видите, совершенно обоснованно.

Летней ночью светлячки представляют из себя завораживающее и чудесное зрелище, когда, как в сказке, мерцают, словно маленькие звёзды, в темноте красочные огоньки.

Свет их бывает красно-желтого и зелёного оттенков, различной продолжительности и яркости. Светлячок насекомое относится к отряду жесткокрылых, семейству , которое насчитывает порядка двух тысяч видов, распространённых практически по всем частям света.

Наиболее яркие представители насекомых поселились в субтропиках и тропиках. На территории нашей страны насчитывается приблизительно 20 видов. Светлячок по латыни называется: Lampyridae.

Иногда светлячки испускают более продолжительный свет в полёте, подобно падающим звёздам, летящим и пляшущим огонькам на фоне южной ночи. В истории имеются любопытные факты использования людьми в быту светлячков.

К примеру, летописи свидетельствуют, что первые белые переселенцы, на парусных кораблях приплывшие в Бразилию, где тоже обитают светлячки, освещали свои жилища их естественным светом.

А индейцы, отправляясь на охоту, привязывали эти природные фонарикам к пальцам ног. И яркие насекомые не просто помогали видеть в темноте, но и отпугивали ядовитых змей. Подобную особенность светлячков иногда принято сравнивать по свойствам с лампой дневного света.

Однако, это естественное свечение гораздо удобнее, потому что, испуская свои огоньки, насекомые не нагреваются и не увеличивают температуру тела. Само собой, о подобном позаботилась природа, иначе это могло бы привести к гибели светлячков.

Внешний вид и особенности

Фото: Как выглядит саранча

От природы саранча обладает продолговатым туловищем и шестью лапками, две из которых, а именно передние, слабые. Одна задняя длиннее второй и во много раз сильнее. В природе встречаются особи, длинна тела которых, достигает пятнадцати сантиметров. Обычно же длина туловища находится в пределах от 3 до 7 см. Так же саранча имеет большую голову с ярко выраженными глазами.

Крылья прозрачные и практически не заметны в сложенном состоянии и закрываются двумя твердыми элитрами. Саранча один из древнейших представителей отряда прямокрылых. По всему миру их насчитывается около двадцати тысяч видов. Расцветка саранчи зависит только от места, где она обитает и формировалась. Поэтому, экземпляры, появившиеся в одно время от одной самки, могут быть абсолютно разного цвета, при условии, что будут взращены в различных условиях.

Внешний вид саранчи во многом зависит от стадии ее формирования. Окрас одиночек представляет собой маскировочный костюм зелено-желтого или орехового цвета. Оттенок при этом полностью зависит от региона проживания такого насекомого. Когда же происходит формирования стаи, все ее участники становятся похожими друг на друга. Никаких отличий между особями нет, в том числе нет разделения по гендерным признакам. Саранча может за сутки одолеть расстояние в 200 км. Некоторые виды саранчи очень похожи на кузнечика. Поэтому на первый взгляд в таких особях тяжело распознать вредителя. Ошибка при этом может дорого стоить, особенно сельхозпроизводителям.

Поэтому следует уделить внимание признакам, по которым легко отличить саранчу от кузнечика:

тело саранчи длиннее тела кузнеца;
морда саранчи имеет прямоугольную форму, а у кузнечика удлинённая;
усики саранчи достаточно короткие по соотношению к его голове;
передние лапки саранчи развиты значительно слабее задних;
кузнечики любители вечерней прохлады, поэтому активную жизнь они ведут в вечернее время суток. Саранча же, напротив, очень любит дневной свет, поэтому активничает она в светлое время суток;
кузнечики никогда не собираются в стаи, саранча же напротив чаще всего встречается в компании своих сородичей.

Размножение

После спаривания женские особи приступают к яйцекладу. За три дня они откладывают 50-100 яиц, помещая их под мох или в ткани травы. Яйца диаметром 1 мм, светло-желтые, могут светиться. Сквозь тонкую скорлупу виден зародыш. Дав жизнь потомству имаго умирают. Спустя 2-3 недели появляются личинки. На их темном теле, состоящем из 12 сегментов, заметны светлые пятна, которые с возрастом пропадают. Голова маленькая, мандибулы серповидные, имеет сосательный канал. На конце брюшка есть специальная кисточка для очищения слизи от моллюсков.

Хищные личинки питаются слизнями и улитками. Добыча в несколько раз превышает размеры охотников. Личинка несколько раз кусает моллюска и впрыскивает яд, разжижающий тело. Через некоторое время она выпивает питательную субстанцию. За время развития личинки линяют 4-5 раз. К зиме они забиваются под камни и окукливаются. Зимует куколка. Весной из нее выходит жук.

Развитие личинки может затянуться на несколько лет. Зафиксированы случаи уменьшения количества светляков в разные годы, связанные с этим фактором. Разрушение среды обитания, загрязнение или осушение водоемов, большое количество искусственного освещения приводит к гибели насекомых.

Погожим летним вечером, когда на землю только начинают спускаться первые сумерки, среди высоких травинок можно с легкостью рассмотреть загадочное свечение. Подойдя немного поближе и хорошенько присмотревшись, вы с улыбкой обнаружите, что это ваши давние знакомые – светлячки.

Эти жучки, известные каждому еще с детства, все так же интригуют и манят. Однако вопрос, почему они испускают свет, остается открытым.

Светлячки представляют собой семейство наземных ночных жуков, которые обладают способностью вырабатывать в темноте холодный желтовато-зеленый свет. Они имеют темно-коричневый окрас и в длину достигают полутора сантиметров. В мире в целом насчитывается около 2000 их разновидностей и практически все жучки, как и их личинки, являются хищниками. Они питаются такими беспозвоночными, как слизняки и улитки.

Наиболее распространены данные насекомые в условиях тропического и субтропического климата, в меньшей степени встречаются в умеренном географическом поясе. Светятся они в основном из соображений коммуникации, и выделяют половые, поисковые, защитные и территориальные сигналы.

Далеко не все разновидности светлячков обладают полным спектром вышеперечисленных сигналов. В основном они ограничиваются лишь призывными. Почему же происходит феномен свечения и как устроены «фонарики» светлячков?

Нестандартное использование природных фонариков

Глядя на яркое мерцание светлячков, еще с давних времен люди задумывались, почему бы не использовать их в полезных целях. Индейцы крепили их к мокасинам для подсвечивания троп и отпугивания змей. Первые переселенцы в Южную Америку применяли этих жучков в качестве освещения для своих хижин. В некоторых поселениях эта традиция сохранилась и до сегодняшнего дня.

В современном мире вопрос, почему и каким образом светлячки обрели способность к биолюминесценции, как можно использовать их дар в научных целях, будоражит ум не одного энтомолога. Ученым в ходе длительных проб и ошибок даже удалось найти ген, который заставляет клетки этих насекомых производить люциферазу.

Когда этот ген был выделен, его пересадили в табачный лист и засеяли семенами целую плантацию. Взошедший урожай светился при наступлении темноты. Эксперименты со светлячками еще не окончены: впереди нас ждет масса новых и интересных открытий.

Размножение светлячков

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

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

Личинка. Автор фото: Katja Schulz, CC BY 2.0

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.

Общий жизненный цикл светляков длится 1-2 года.

Толика романтики или пора на свидание

Изучая светлячков, энтомологи пришли к выводу, что основной причиной, почему жучки мерцают в темноте, является их желание привлечь потенциального партнера. Каждый вид имеет свои собственные отличительные сигналы, демонстрирует различные световые узоры. Так, светлячки самки, сидя на листике, посылают определенные сигналы светлячкам самцам, которые парят в воздухе и ищут свою «спутницу».

Увидев знакомый свет, они направляются прямиком к нему. Оказавшись рядом, светлячки спариваются, а самка немедленно откладывает в землю оплодотворенные яйца, из которых в дальнейшем вылупятся личинки, плоские по форме и коричневые по цвету. Некоторые личинки светятся до самого момента превращения в жуков.

Небольшие хитрости женской половины

Привлечение потенциального партнера – далеко не единственная причина, почему светляки используют свой дар к биолюминесценции. Некоторые виды мерцающих жуков могут вырабатывать свет для кардинально противоположных целей.

Когда те подлетают в надежде спариться, самки Photuris пожирают их и получают достаточное количество питательных веществ для себя и готовых вылупиться из земли личинок своего вида.

Коммуникативные системы светлячков

У лампирид выделяют 2 типа коммуникативных систем.

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).
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).

Автор фото: Kristian Pikner, CC BY-SA 4.0