萤火虫，被忽视的启示

今天小编分享的科学经验：萤火虫，被忽视的启示，欢迎阅读。

蓝鬼萤火虫（Phausis reticulata）在阿巴拉契亚山脉森林中留下的飞行残影。‍ © Radim Schreiber

利维坦按：

童年的时候，我记得每到初夏的时候，傍晚在郊区家附近时不时会看到闪烁飞行的萤火虫。活捉几只放进玻璃罐头瓶里，在关灯的室内看它们在瓶中飞舞，感觉十分有趣。成年之后，就再也没有在城市中看到过这种发光的生物了。

水野年方（Mizuno Toshikata），《三十六佳撰 · 螢狩》，1891 年。© ukiyo-e.org

今天文章故事的主角，不仅是一位捕捉萤火虫的高手，他还在不断发现萤火虫的新物种。

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六月的一个夜晚，在新泽西州泥泞的沼泽地里，距家一个小时的车程，克里斯托弗 · 赫克舍尔（Christopher Heckscher）对任何一丝光亮都保持着敏锐。

虽然这片荒野位于美国人口最密集的地区之一——东北大都市圈，但他是一名探险家。此刻，当星星从云层后面出现时，他静候着地上的星星，萤火虫。

赫克舍尔是特拉华州立大学（Delaware State University）教授，一位研究画眉、麻雀和其他候鸟的鸟类学家。然而，另一种迷人的飞行昆虫很早就引起了他的注意，他已经发表了近 20 年关于萤火虫的论文。

鸟类学家赫克舍尔，对萤火虫也情有独钟。© Karine Aigner

在新冠疫情大流行期间，赫克舍尔得以专注于他喜爱的昆虫，因为它们靠近他所在的家乡地区。他与国际自然保护联盟（IUCN）物种生存委员会萤火虫专家组的北美成员合作，利用 IUCN 的灭绝风险评估标准确定哪些萤火虫物种最接近灭绝（IUCN 维护着一份被称为 " 红色名录 " 的全球濒危物种名录）。

该小组得出结论，有 18 个萤火虫物种面临威胁，但最重要的是科学家们对美国和加拿大约 170 个已命名的萤火虫物种知之甚少。" 我们不得不将我们评估的物种中超过一半标记为‘数据不足’，" 共同领导分析的保育生物学家坎迪斯 · 弗伦（Candace Fallon）说道，" 我们仍处于信息收集阶段，仍在厘清美国有哪些物种以及它们的分布情况。"

赫克舍尔正在努力填补这些数据空白。同事们说他是一个罕见的人才。" 能在适当的时间来到新泽西的湿地，且真正能够区分不同种类萤火虫的人并不多，" 塔夫茨大学 ( Tufts University）教授、IUCN 萤火虫专家小组的联合主席莎拉 · 刘易斯（Sara Lewis）说道。在萤火虫保护领網域，她表示，赫克舍尔的探索是 " 非常令人振奋的 "。

每种萤火虫的闪动频率不尽相同。© Xerces Society

在那个六月的傍晚，太阳西下，天空中涌起紫红色的晚霞，赫克舍尔看到了蕨类植物、莎草和苔藓的小丘，这些都是健康湿地的迹象。木鸫们在沼泽地上展开激烈的歌唱对决，宛如鸟儿合唱团。一只苍鹭飞过，它巨大的翅膀在最后一丝天光的映衬下呈现出剪影。

一位研究蛾类的朋友向赫克舍尔透露了这片原始泥沼的存在。泥沼是依赖雨水并在其酸性水網域中积累了数百年苔藓的湿地，使它们变成了巨大而酸性十足的海绵。夜幕降临时，一只夜鹰呼啸而过——这种濒临灭绝的鸟类的存在证明着这片位于新泽西郊区之外的一小片自然，仍然按照数千年来的运行方式在运作。

赫克舍尔期待着在日落后的几分钟，随着天光渐暗，萤火虫会出现。

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25 年前，赫克舍尔是特拉华州自然遗产和濒危物种计划的野生生物学家，负责管理该州最稀有的物种。其中一个项目是让他寻找贝萨尼海滩萤火虫（Bethany Beach firefly），该物种自 1968 年以来一直再没有被发现。

贝萨尼海滩萤火虫是否已经灭绝，是否受到了全球范围内威胁萤火虫的种种危险，如栖息地丧失、光污染和气候变化等，还是仅仅因为被忽视了 30 年而不为人知？

科学的物种描述提供的线索很少，只知道它曾在特拉华州贝萨尼海滩被发现过。弗兰克 · 亚历山大 · 麦克德莫特（Frank Alexander McDermott）是一位研究萤火虫的研究员，他在 1953 年发表了关于这种萤火虫的第一篇论文。詹姆斯 · E · 劳埃德（James E. Lloyd）是佛罗里达大学的一位教授，被称为 " 萤火虫博士 "，他是最后一位见到这种萤火虫的人。

萤火虫在美国南方和中西部被称作 " 闪电虫（lightning bugs）"，它们既不是双翅目也不是半翅目。科学家将 " 半翅目 " 一词保留给具有刺吸式口器的特定种类昆虫，这个定义排除了蚂蚁、蝴蝶和甲虫。

萤火虫是甲虫，虽然神奇，但仍然是六足昆虫。

正如田纳西州的萤火虫专家林恩 · 福斯特（Lynn Faust）所说，成年萤火虫利用自己的发光作为 " 光之情歌 "。一只雄性萤火虫会闪烁出自己的信号，当一只雌性辨认出同类的时候，她会做出回应的闪烁。赫克舍尔研究的一些萤火虫物种的雌性个体还可以通过改变闪光来引诱其他物种的萤火虫，并将其捕食。对于萤火虫幼虫来说，发光还可以警告捕食者，就像瓢虫的红色或帝王蝶的橙色一样。

刘易斯写道，包括各种真菌、蚯蚓、千足虫和真菌蚊蚋在内，许多陆地生物都能利用化学物质发光。但是甲虫是其中的冠军，大约有 2500 种不同的甲虫可以发光，其中大部分是萤火虫。

它们的发光来自于腹部一个被称为发光器（lantern）的器官。在这个器官内，氧气与一种被称为荧光素（luciferin）的小分子相互作用。一些科学家认为，萤火虫通过调节空气流动来创建脉冲模式。

全球至少有 2200 种萤火虫。每一种都有具有发光的幼虫（未成熟期）形态。这些幼虫以蜗牛、蛞蝓和蠕虫为食，在生态网中扮演着重要角色。但并非所有的萤火虫物种都有发光的成虫。

据佛罗里达农业和消费者服务部的生物学家奥利弗 · 凯勒（Oliver Keller）称，大约 60% 至 75% 的萤火虫物种是成虫发光。这些物种主要分布在亚洲和北美洛矶山脉以东地区。萤火虫在空气和地面湿润的环境中生存良好，而美国西部地区通常过于干燥，不适合它们的生存。

其余的萤火虫物种属于 " 暗光 " 萤火虫。它们在幼虫和卵的形态下会发光，但成虫阶段却不会发光。相反，这些成虫通过类似气味的信息素相互吸引，它们通过精细的触角来感知这些信息素。这些萤火虫缺乏用于闪烁的发光器（也有一些中间类型的物种既有微小的发光器，又有复杂的触角来探测信息素）。在其他一些物种中，雌性萤火虫会发出微弱而持续的光亮，但不会飞行。它只是爬到一根草叶的顶部，或者树干上。

在纳蒂科克（Nanticoke）野生动物区網域，发现了 Photuris mysticalampas（神秘灯笼萤火虫），这是特拉华州和马里兰州仅有的六个发现地点之一。© Karine Aigner

赫克舍尔正在寻找的贝萨尼海滩萤火虫既会闪烁又会飞行。尽管有人认为这个物种已经灭绝，但赫克舍尔的直觉告诉他，它一定藏身在被忽视的湿地中。通过研究 50 年前的航空照片，赫克舍尔缩小了搜索范围。在远离海洋的沙丘之间，淡水积聚，草和灌木丛生。赫克舍尔前往其中一个湿地，并迅速捕捉到这种长期失踪的萤火虫。此后，科学家们又在特拉华州和马里兰州一条长达 27 英里的大西洋海岸带的一些小湿地中发现了该物种。

这是一系列惊人发现的开端。2004 年，赫克舍尔发现了一只他无法辨认的萤火虫，从流入特拉华湾的河流旁的苔藓中飞起。他以为那只是一只奇怪的个体，直到他在州内切萨皮克湾流網域的另一条河流附近发现了一只完全相同的萤火虫。

赫克舍尔手中拿着一只名为神秘灯笼萤火虫的标本。标签上记录了他找到这个标本的地点和时间。© Karine Aigner

他发现了一种新的萤火虫物种。他给它起了一个科学名称，叫做Photuris mysticalampas（非正式地称为 " 神秘萤火虫 " 或 " 神秘灯笼萤火虫 "）。

自那以后，赫克舍尔一直在寻找难以捉摸的萤火虫，并且发现它们着实令人敬畏。一个炎热潮湿的夜晚，他曾在一片雪松沼泽中寻找神秘的灯笼萤火虫。遥远的闪电映照出一片沼泽粉红色的雾气。树木和蕨类突然从黑暗中闪现出来，在粉红色的光线中闪耀，点缀着黄绿色的萤火虫闪光。

赫克舍尔最大的成就是他寻找萤火虫的方法：找到原始而不寻常的湿地。正是这种策略，将他带到了新泽西南部爱德华 · G · 贝文渔业和野生动物管理区的一个泥炭沼泽地，时间是六月下旬。

赫克舍尔研究的萤火虫属于妖扫萤属（Photuris），特别难以辨认。许多其他类型的萤火虫可以通过其外部特征进行识别，但不包括这些物种，因为它们中的许多看起来十分相似。为了辨认这些萤火虫，他说他必须密切关注它们的闪烁模式（例如，神秘灯笼萤火虫通常会持续发出信号，持续时间在 0.4 至 0.8 秒之间，每隔 3 到 7 秒重复一次）。

" 萤火虫猎人 " 赫克舍尔。© Karine Aigner

在沼泽的边缘周围，萤火虫们相互间传递信号。一些萤火虫会以稳定的节奏闪烁一段时间后暂停，而其他萤火虫则在飞行时不规律地闪烁，但它们都超出了赫克舍尔的触手可及的范围。在黑暗的沼泽中快速奔跑时盯住一只萤火虫，意味着可能会绊倒在高高隆起且扭曲的植被上。

最终，一只萤火虫飞到了他能触及的范围。赫克舍尔熟练地打开头灯，以便在萤火虫闪烁间追踪它。一只安娜萤火虫（Photuris anna）在捕捉网中闪烁，他将其放入收集瓶中。

安娜萤火虫是赫克舍尔几个月前刚向科学界介绍的一个物种，以他的一个女儿命名，通常被称为安娜萤火虫，它在新泽西州一个类似的沼泽中频繁出现。这个物种最好的标本现在被保存在史密森尼国家自然历史博物馆的昆虫学收藏中，以便供其他科学家参考。

赫克舍尔的每一个标本都为他提供了更多的数据。他翻到田野笔记本的最后一页，用极小的字迹写下关键信息，包括日期、温度和萤火虫的闪烁模式。他撕下一张比邮票还小的纸片。" 慢速闪烁，" 他简要地描述道。" 淡水泥炭沼泽，" 随后他记录了栖息地的信息，将纸片放入装有萤火虫的小瓶中。

欧洲萤火虫（Lampyris Noctiluca）。人为来源的夜间光污染在世界范围内日益增加，被认为是对夜间生物多样性的主要威胁。© Pinterest

不久，赫克舍尔捕捉到了第二只萤火虫，还是一只安娜萤火虫。一个需在黎明前开始的、针对鸟类的研究行程时间迫近，但这片沼泽给他带来了太多的希望，他不愿意在没有再捕获一只萤火虫的情况下离开。

他希望在这片孤立的湿地中发现一个全新的物种。而几周之前，在一条沙质通道的对面，他曾捕获到一只萤火虫，它的闪烁方式似乎与他之前见过的任何萤火虫都不同。现在说它是一个新物种还为时过早，而且在这个六月的凉爽夜晚，他已经对再看到类似的萤火虫不抱希望了。

然而，他并未失望。由于大学办公室的屋顶漏雨，他将自己的萤火虫收藏搬到了家里。他已经收集到了他认为可能是另一种新物种的所有标本。这种萤火虫只会闪烁一次，而其他外观相似的萤火虫会闪烁四次。然而，在他将其与史密森尼学会的萤火虫收藏中的其他物种进行比较之前，他不会对科学界宣布这一发现。

赫克舍尔收集的萤火虫标本，说明上标注着闪烁频率、体型特征等相关信息。© Karine Aigner

赫克舍尔这个晚上还有其他目标。在附近的沼泽地，他捕获了一只伊丽莎萤火虫（Photuris eliza），这是他刚刚命名的另一新物种。这个物种也以他的一个女儿命名。他在特拉华州发现了这种萤火虫，此前从未在该州以外见过。他想要从新泽西州获取更多的样本，以确认它的分布范围是否延伸到了那里。整个晚上，他看到周围不规律、明亮而清晰的伊丽莎萤火虫闪烁，可总是超出他的捕捉范围。

当赫克舍尔站在黑暗的沼泽地，附近道路上传来嘈杂的车辆声。客机在天空中闪烁着信号灯。铺满道路的世界正在向他逼近。随着夜晚的降温，能看到的萤火虫更少了（它们的闪烁随着温度的下降而减缓），而且没有一个靠近赫克舍尔。他不情愿地提起背包，顺着他之前用胶带标记的路径，穿过茂密的灌木丛，走向一条沙道。

突然，他关闭了头灯。一只萤火虫在他的肘部附近闪烁着。仅仅几秒钟，它就被放进了一个收集瓶内。当他找到这只萤火虫时，它已经受了伤，所以很难确定它到底是什么，但赫克舍尔怀疑它是伊丽莎萤火虫。随后，他会将其与他收藏的 1000 只萤火虫标本进行比较。

路上，裸露的白沙在他的头灯下闪耀着。赫克舍尔再次关闭了头灯，从灌木丛中捉住一只闪亮的萤火虫，然后将其放入另一个收集瓶内。它代表了赫克舍尔最近发现并进行科学描述的四种萤火虫物种中的第三种。

他将这个物种命名为 Photuris sheckscheri，以纪念他的父亲史蒂文斯 · 赫克舍尔（Stevens Heckscher），一位数学家和博物学家。赫克舍尔最近描述的第四种萤火虫物种被命名为 Photuris sellicki，以加拿大探险家菲利普 · 塞利克（Philip Sellick）命名，它分布在纽约州阿第伦达克山脉（Adirondack Mountains），距离这片沿海沼泽相距较远，环境也不同，因此他不会在这里遇到它。他在 2008 年首次注意到了该物种。从那时起，发生了很多变化。

赫克舍尔表示，在过去的五到十年里，他注意到公众对萤火虫的兴趣激增。他将这一现象归功于福斯特《萤火虫、萤蛾和闪电虫》（Fireflies, Glow-worms and Lightning Bugs）一书。尽管她是为公众撰写的指南，该指南也像发表的科学研究一样，经过其他萤火虫专家的同行评审。

赫克舍尔说：" 现在有萤火虫之旅和节日，萤火虫正变得受欢迎。"

科学家和环保人士欢迎公众的参与。弗伦说：" 每个人都可以发挥作用。无论是保护栖息地、通过社区科学计划协助研究、学生选择研究萤火虫，还是让人们对鉴别工作感到兴奋，这都是许多不同方式可以发挥作用的领網域。"

自从赫克舍尔开始他的探索以来，一些萤火虫对稀有栖息地的依赖并没有改变。2019 年，泽克斯学会（Xerces Society）和另一家野生动物保护组织——生物多样性中心（Center for Biological Diversity）向美国鱼类和野生动物管理局（U.S. Fish and Wildlife Service）提交了一份请愿书，要求将贝萨尼海滩萤火虫列入联邦濒危物种法案（Endangered Species Act）的紧急名单中，而这个物种正是赫克舍尔在 1998 年重新发现的。弗伦预计在 2024 年会有一个结论。