Огни светлячков: желтый или зеленый?

На фото изображены самцы светлячков двух североамериканских видов — Pyractomena australis (слева) и Phausis reticulata. Светлячки (жуки сем. Lampyridae) известны своей способностью к свечению. Для этого у них имеются специальные органы — лантерны, состоящие из фотогенных клеток, заполненных кристаллами мочевой кислоты. Механизм свечения примерно такой же, как у некоторых светящихся грибов, — это химическая реакция с участием пигмента люциферина и кислорода (см. Светящиеся грибы, «Элементы», 26.03.2016). Светятся не только крылатые самцы, но и личинкоподобные бескрылые самки. Впрочем, у некоторых видов органами свечения обладают и личинки.

Североамериканские светлячки, в зависимости от вида, испускают свет с длиной волны в диапазоне от 550 до 580 нм. Свет одних видов, с меньшей длиной волны, скорее зеленоватый (как у Phausis reticulata), а других, с большей длиной волны, — желтоватый (как у Pyractomena australis). Чем объясняется это различие?

Выяснилось, что цвет может быть связан со временем активности насекомых. Известно, что светлячки одних видов (как Pyractomena australis) летают главным образом в сумерках, тогда как другие виды активны исключительно в темноте. Ученые предположили, что сумеречным светлячкам выгоднее светиться желтым — особенно в том случае, если они обитают в лесных местообитаниях. Дело в том, что в сумерках часть света от неба будет отражаться от зеленых листьев. Поэтому желтый свет будет в большей степени контрастировать с окружающей средой, чем зеленый. Попросту говоря, будет более заметным. Так и оказалось: сумеречные виды в целом испускают свет с большей длиной волны, то есть желтоватый.

Максимальная длина волны света, испускаемого светлячками с разной активностью (сумеречной и ночной). Каждая точка соответствует одной особи (всего 666, относящихся к 24 видам из США). Рисунок из статьи D. W. Hall et al., 2016. The evolution of adult light emission in North American fireflies

Что касается зеленого (ночного) свечения, то оно, по-видимому, объясняется не контрастом, а чем-то еще: ведь в темноте или при лунном свете желтое и зеленое свечение одинаково заметны. Возможно, светлячки, как и некоторые другие насекомые, вообще лучше видят в зеленом спектре. Поэтому при прочих равных условиях выбирается именно зеленый цвет.

Источники:
1) David W. Hall, Sarah E. Sander, Jennifer C. Pallansch, Kathrin F. Stanger-Hall. The evolution of adult light emission in North American fireflies // Evolution. 2016. Vol. 70. P. 2033–2048.
2) A. B. Lall, H. H. Seliger, W. H. Biggley, J. E. Lloyd. Ecology of colors of firefly bioluminescence // Science. 1980. Vol. 210. P. 560–562.

Фото с сайтов animalworld.tumblr.com и sciencefriday.com.

Алексей Опаев