螢火蟲，被忽視的啓示

今天小編分享的科學經驗：螢火蟲，被忽視的啓示，歡迎閲讀。

藍鬼螢火蟲（Phausis reticulata）在阿巴拉契亞山脈森林中留下的飛行殘影。‍ © Radim Schreiber

利維坦按：

童年的時候，我記得每到初夏的時候，傍晚在郊區家附近時不時會看到閃爍飛行的螢火蟲。活捉幾只放進玻璃罐頭瓶裏，在關燈的室内看它們在瓶中飛舞，感覺十分有趣。成年之後，就再也沒有在城市中看到過這種發光的生物了。

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，不僅是一位捕捉螢火蟲的高手，他還在不斷發現螢火蟲的新物種。

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六月的一個夜晚，在新澤西州泥濘的沼澤地裏，距家一個小時的車程，克裏斯托弗 · 赫克舍爾（Christopher Heckscher）對任何一絲光亮都保持着敏鋭。

雖然這片荒野位于美國人口最密集的地區之一——東北大都市圈，但他是一名探險家。此刻，當星星從雲層後面出現時，他靜候着地上的星星，螢火蟲。

赫克舍爾是特拉華州立大學（Delaware State University）教授，一位研究畫眉、麻雀和其他候鳥的鳥類學家。然而，另一種迷人的飛行昆蟲很早就引起了他的注意，他已經發表了近 20 年關于螢火蟲的論文。

鳥類學家赫克舍爾，對螢火蟲也情有獨鍾。© Karine Aigner

在新冠疫情大流行期間，赫克舍爾得以專注于他喜愛的昆蟲，因為它們靠近他所在的家鄉地區。他與國際自然保護聯盟（IUCN）物種生存委員會螢火蟲專家組的北美成員合作，利用 IUCN 的滅絕風險評估标準确定哪些螢火蟲物種最接近滅絕（IUCN 維護着一份被稱為 " 紅色名錄 " 的全球瀕危物種名錄）。

該小組得出結論，有 18 個螢火蟲物種面臨威脅，但最重要的是科學家們對美國和加拿大約 170 個已命名的螢火蟲物種知之甚少。" 我們不得不将我們評估的物種中超過一半标記為‘數據不足’，" 共同領導分析的保育生物學家坎迪斯 · 弗倫（Candace Fallon）説道，" 我們仍處于信息收集階段，仍在厘清美國有哪些物種以及它們的分布情況。"

赫克舍爾正在努力填補這些數據空白。同事們説他是一個罕見的人才。" 能在适當的時間來到新澤西的濕地，且真正能夠區分不同種類螢火蟲的人并不多，" 塔夫茨大學 ( Tufts University）教授、IUCN 螢火蟲專家小組的聯合主席莎拉 · 劉易斯（Sara Lewis）説道。在螢火蟲保護領網域，她表示，赫克舍爾的探索是 " 非常令人振奮的 "。

每種螢火蟲的閃動頻率不盡相同。© Xerces Society

在那個六月的傍晚，太陽西下，天空中湧起紫紅色的晚霞，赫克舍爾看到了蕨類植物、莎草和苔藓的小丘，這些都是健康濕地的迹象。木鸫們在沼澤地上展開激烈的歌唱對決，宛如鳥兒合唱團。一只蒼鹭飛過，它巨大的翅膀在最後一絲天光的映襯下呈現出剪影。

一位研究蛾類的朋友向赫克舍爾透露了這片原始泥沼的存在。泥沼是依賴雨水并在其酸性水網域中積累了數百年苔藓的濕地，使它們變成了巨大而酸性十足的海綿。夜幕降臨時，一只夜鷹呼嘯而過——這種瀕臨滅絕的鳥類的存在證明着這片位于新澤西郊區之外的一小片自然，仍然按照數千年來的運行方式在運作。

赫克舍爾期待着在日落後的幾分鍾，随着天光漸暗，螢火蟲會出現。

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25 年前，赫克舍爾是特拉華州自然遺產和瀕危物種計劃的野生生物學家，負責管理該州最稀有的物種。其中一個項目是讓他尋找貝薩尼海灘螢火蟲（Bethany Beach firefly），該物種自 1968 年以來一直再沒有被發現。

貝薩尼海灘螢火蟲是否已經滅絕，是否受到了全球範圍内威脅螢火蟲的種種危險，如栖息地喪失、光污染和氣候變化等，還是僅僅因為被忽視了 30 年而不為人知？

科學的物種描述提供的線索很少，只知道它曾在特拉華州貝薩尼海灘被發現過。弗蘭克 · 亞歷山大 · 麥克德莫特（Frank Alexander McDermott）是一位研究螢火蟲的研究員，他在 1953 年發表了關于這種螢火蟲的第一篇論文。詹姆斯 · E · 勞埃德（James E. Lloyd）是佛羅裏達大學的一位教授，被稱為 " 螢火蟲博士 "，他是最後一位見到這種螢火蟲的人。

螢火蟲在美國南方和中西部被稱作 " 閃電蟲（lightning bugs）"，它們既不是雙翅目也不是半翅目。科學家将 " 半翅目 " 一詞保留給具有刺吸式口器的特定種類昆蟲，這個定義排除了螞蟻、蝴蝶和甲蟲。

螢火蟲是甲蟲，雖然神奇，但仍然是六足昆蟲。

正如田納西州的螢火蟲專家林恩 · 福斯特（Lynn Faust）所説，成年螢火蟲利用自己的發光作為 " 光之情歌 "。一只雄性螢火蟲會閃爍出自己的信号，當一只雌性辨認出同類的時候，她會做出回應的閃爍。赫克舍爾研究的一些螢火蟲物種的雌性個體還可以通過改變閃光來引誘其他物種的螢火蟲，并将其捕食。對于螢火蟲幼蟲來説，發光還可以警告捕食者，就像瓢蟲的紅色或帝王蝶的橙色一樣。

劉易斯寫道，包括各種真菌、蚯蚓、千足蟲和真菌蚊蚋在内，許多陸地生物都能利用化學物質發光。但是甲蟲是其中的冠軍，大約有 2500 種不同的甲蟲可以發光，其中大部分是螢火蟲。

它們的發光來自于腹部一個被稱為發光器（lantern）的器官。在這個器官内，氧氣與一種被稱為熒光素（luciferin）的小分子相互作用。一些科學家認為，螢火蟲通過調節空氣流動來創建脈衝模式。

全球至少有 2200 種螢火蟲。每一種都有具有發光的幼蟲（未成熟期）形态。這些幼蟲以蝸牛、蛞蝓和蠕蟲為食，在生态網中扮演着重要角色。但并非所有的螢火蟲物種都有發光的成蟲。

據佛羅裏達農業和消費者服務部的生物學家奧利弗 · 凱勒（Oliver Keller）稱，大約 60% 至 75% 的螢火蟲物種是成蟲發光。這些物種主要分布在亞洲和北美洛矶山脈以東地區。螢火蟲在空氣和地面濕潤的環境中生存良好，而美國西部地區通常過于幹燥，不适合它們的生存。

其餘的螢火蟲物種屬于 " 暗光 " 螢火蟲。它們在幼蟲和卵的形态下會發光，但成蟲階段卻不會發光。相反，這些成蟲通過類似氣味的信息素相互吸引，它們通過精細的觸角來感知這些信息素。這些螢火蟲缺乏用于閃爍的發光器（也有一些中間類型的物種既有微小的發光器，又有復雜的觸角來探測信息素）。在其他一些物種中，雌性螢火蟲會發出微弱而持續的光亮，但不會飛行。它只是爬到一根草葉的頂部，或者樹幹上。

在納蒂科克（Nanticoke）野生動物區網域，發現了 Photuris mysticalampas（神秘燈籠螢火蟲），這是特拉華州和馬裏蘭州僅有的六個發現地點之一。© Karine Aigner

赫克舍爾正在尋找的貝薩尼海灘螢火蟲既會閃爍又會飛行。盡管有人認為這個物種已經滅絕，但赫克舍爾的直覺告訴他，它一定藏身在被忽視的濕地中。通過研究 50 年前的航空照片，赫克舍爾縮小了搜索範圍。在遠離海洋的沙丘之間，淡水積聚，草和灌木叢生。赫克舍爾前往其中一個濕地，并迅速捕捉到這種長期失蹤的螢火蟲。此後，科學家們又在特拉華州和馬裏蘭州一條長達 27 英裏的大西洋海岸帶的一些小濕地中發現了該物種。

這是一系列驚人發現的開端。2004 年，赫克舍爾發現了一只他無法辨認的螢火蟲，從流入特拉華灣的河流旁的苔藓中飛起。他以為那只是一只奇怪的個體，直到他在州内切薩皮克灣流網域的另一條河流附近發現了一只完全相同的螢火蟲。

赫克舍爾手中拿着一只名為神秘燈籠螢火蟲的标本。标籤上記錄了他找到這個标本的地點和時間。© Karine Aigner

他發現了一種新的螢火蟲物種。他給它起了一個科學名稱，叫做Photuris mysticalampas（非正式地稱為 " 神秘螢火蟲 " 或 " 神秘燈籠螢火蟲 "）。

自那以後，赫克舍爾一直在尋找難以捉摸的螢火蟲，并且發現它們着實令人敬畏。一個炎熱潮濕的夜晚，他曾在一片雪松沼澤中尋找神秘的燈籠螢火蟲。遙遠的閃電映照出一片沼澤粉紅色的霧氣。樹木和蕨類突然從黑暗中閃現出來，在粉紅色的光線中閃耀，點綴着黃綠色的螢火蟲閃光。

赫克舍爾最大的成就是他尋找螢火蟲的方法：找到原始而不尋常的濕地。正是這種策略，将他帶到了新澤西南部愛德華 · G · 貝文漁業和野生動物管理區的一個泥炭沼澤地，時間是六月下旬。

赫克舍爾研究的螢火蟲屬于妖掃螢屬（Photuris），特别難以辨認。許多其他類型的螢火蟲可以通過其外部特征進行識别，但不包括這些物種，因為它們中的許多看起來十分相似。為了辨認這些螢火蟲，他説他必須密切關注它們的閃爍模式（例如，神秘燈籠螢火蟲通常會持續發出信号，持續時間在 0.4 至 0.8 秒之間，每隔 3 到 7 秒重復一次）。

" 螢火蟲獵人 " 赫克舍爾。© Karine Aigner

在沼澤的邊緣周圍，螢火蟲們相互間傳遞信号。一些螢火蟲會以穩定的節奏閃爍一段時間後暫停，而其他螢火蟲則在飛行時不規律地閃爍，但它們都超出了赫克舍爾的觸手可及的範圍。在黑暗的沼澤中快速奔跑時盯住一只螢火蟲，意味着可能會絆倒在高高隆起且扭曲的植被上。

最終，一只螢火蟲飛到了他能觸及的範圍。赫克舍爾熟練地打開頭燈，以便在螢火蟲閃爍間追蹤它。一只安娜螢火蟲（Photuris anna）在捕捉網中閃爍，他将其放入收集瓶中。

安娜螢火蟲是赫克舍爾幾個月前剛向科學界介紹的一個物種，以他的一個女兒命名，通常被稱為安娜螢火蟲，它在新澤西州一個類似的沼澤中頻繁出現。這個物種最好的标本現在被保存在史密森尼國家自然歷史博物館的昆蟲學收藏中，以便供其他科學家參考。

赫克舍爾的每一個标本都為他提供了更多的數據。他翻到田野筆記本的最後一頁，用極小的字迹寫下關鍵信息，包括日期、温度和螢火蟲的閃爍模式。他撕下一張比郵票還小的紙片。" 慢速閃爍，" 他簡要地描述道。" 淡水泥炭沼澤，" 随後他記錄了栖息地的信息，将紙片放入裝有螢火蟲的小瓶中。

歐洲螢火蟲（Lampyris Noctiluca）。人為來源的夜間光污染在世界範圍内日益增加，被認為是對夜間生物多樣性的主要威脅。© Pinterest

不久，赫克舍爾捕捉到了第二只螢火蟲，還是一只安娜螢火蟲。一個需在黎明前開始的、針對鳥類的研究行程時間迫近，但這片沼澤給他帶來了太多的希望，他不願意在沒有再捕獲一只螢火蟲的情況下離開。

他希望在這片孤立的濕地中發現一個全新的物種。而幾周之前，在一條沙質通道的對面，他曾捕獲到一只螢火蟲，它的閃爍方式似乎與他之前見過的任何螢火蟲都不同。現在説它是一個新物種還為時過早，而且在這個六月的涼爽夜晚，他已經對再看到類似的螢火蟲不抱希望了。

然而，他并未失望。由于大學辦公室的屋頂漏雨，他将自己的螢火蟲收藏搬到了家裏。他已經收集到了他認為可能是另一種新物種的所有标本。這種螢火蟲只會閃爍一次，而其他外觀相似的螢火蟲會閃爍四次。然而，在他将其與史密森尼學會的螢火蟲收藏中的其他物種進行比較之前，他不會對科學界宣布這一發現。

赫克舍爾收集的螢火蟲标本，説明上标注着閃爍頻率、體型特征等相關信息。© Karine Aigner

赫克舍爾這個晚上還有其他目标。在附近的沼澤地，他捕獲了一只伊麗莎螢火蟲（Photuris eliza），這是他剛剛命名的另一新物種。這個物種也以他的一個女兒命名。他在特拉華州發現了這種螢火蟲，此前從未在該州以外見過。他想要從新澤西州獲取更多的樣本，以确認它的分布範圍是否延伸到了那裏。整個晚上，他看到周圍不規律、明亮而清晰的伊麗莎螢火蟲閃爍，可總是超出他的捕捉範圍。

當赫克舍爾站在黑暗的沼澤地，附近道路上傳來嘈雜的車輛聲。客機在天空中閃爍着信号燈。鋪滿道路的世界正在向他逼近。随着夜晚的降温，能看到的螢火蟲更少了（它們的閃爍随着温度的下降而減緩），而且沒有一個靠近赫克舍爾。他不情願地提起背包，順着他之前用膠帶标記的路徑，穿過茂密的灌木叢，走向一條沙道。

突然，他關閉了頭燈。一只螢火蟲在他的肘部附近閃爍着。僅僅幾秒鍾，它就被放進了一個收集瓶内。當他找到這只螢火蟲時，它已經受了傷，所以很難确定它到底是什麼，但赫克舍爾懷疑它是伊麗莎螢火蟲。随後，他會将其與他收藏的 1000 只螢火蟲标本進行比較。

路上，裸露的白沙在他的頭燈下閃耀着。赫克舍爾再次關閉了頭燈，從灌木叢中捉住一只閃亮的螢火蟲，然後将其放入另一個收集瓶内。它代表了赫克舍爾最近發現并進行科學描述的四種螢火蟲物種中的第三種。

他将這個物種命名為 Photuris sheckscheri，以紀念他的父親史蒂文斯 · 赫克舍爾（Stevens Heckscher），一位數學家和博物學家。赫克舍爾最近描述的第四種螢火蟲物種被命名為 Photuris sellicki，以加拿大探險家菲利普 · 塞利克（Philip Sellick）命名，它分布在紐約州阿第倫達克山脈（Adirondack Mountains），距離這片沿海沼澤相距較遠，環境也不同，因此他不會在這裏遇到它。他在 2008 年首次注意到了該物種。從那時起，發生了很多變化。

赫克舍爾表示，在過去的五到十年裏，他注意到公眾對螢火蟲的興趣激增。他将這一現象歸功于福斯特《螢火蟲、螢蛾和閃電蟲》（Fireflies, Glow-worms and Lightning Bugs）一書。盡管她是為公眾撰寫的指南，該指南也像發表的科學研究一樣，經過其他螢火蟲專家的同行評審。

赫克舍爾説：" 現在有螢火蟲之旅和節日，螢火蟲正變得受歡迎。"

科學家和環保人士歡迎公眾的參與。弗倫説：" 每個人都可以發揮作用。無論是保護栖息地、通過社區科學計劃協助研究、學生選擇研究螢火蟲，還是讓人們對鑑别工作感到興奮，這都是許多不同方式可以發揮作用的領網域。"

自從赫克舍爾開始他的探索以來，一些螢火蟲對稀有栖息地的依賴并沒有改變。2019 年，澤克斯學會（Xerces Society）和另一家野生動物保護組織——生物多樣性中心（Center for Biological Diversity）向美國魚類和野生動物管理局（U.S. Fish and Wildlife Service）提交了一份請願書，要求将貝薩尼海灘螢火蟲列入聯邦瀕危物種法案（Endangered Species Act）的緊急名單中，而這個物種正是赫克舍爾在 1998 年重新發現的。弗倫預計在 2024 年會有一個結論。