Wie Glühwürmchen leuchten - und welche Signale sie senden

Wie Glühwürmchen leuchten - und welche Signale sie senden
Das Licht eines Glühwürmchens ist Teil seiner Paarungsstrategie. Japans Feuerwerk / Shutterstock.com

Sie sind sich vielleicht nicht sicher, ob Sie das gesehen haben, was Sie zu sehen glaubten, als das erste auftauchte. Aber du starrst in die Richtung des Lichtflackerns und da ist es wieder - die erste Glühwürmchen des Abends. Wenn Sie sich in einem guten Lebensraum für Glühwürmchen befinden, fliegen bald Dutzende oder sogar Hunderte Insekten umher und blitzen ihre mysteriösen Signale auf.

Glühwürmchen - in weiten Teilen der USA auch als Blitzwanzen bekannt - sind weder Fliegen noch Wanzen. Es sind Käfer mit weichen Flügeln, die mit Schnellkäfern und anderen verwandt sind. Der dramatischste Aspekt ihrer Biologie ist das Sie können Licht erzeugen; Diese Fähigkeit in einem lebenden Organismus, Biolumineszenz genannt, ist relativ selten.

Ich bin ein Entomologe, der über die Ökologie und Biologie von Insekten forscht und lehrt. Vor kurzem habe ich versucht, das zu verstehen Vielfalt und Ökologie der Glühwürmchen in meinem Heimatstaat North Carolina. Glühwürmchen sind in ganz Nordamerika verbreitet, einschließlich vieler Orte im Westen. Am häufigsten und vielfältigsten sind sie jedoch in der östlichen Hälfte des Kontinents, von Florida bis Südkanada.

Biolumineszenzkäfer

Wie Glühwürmchen leuchten - und welche Signale sie senden
Eine chemische Reaktion im Unterleib des Käfers gibt ihm seine Biolumineszenz. Cathy Keifer / Shutterstock.com

Glühwürmchen produzieren Licht in speziellen Organen ihres Abdomens, indem sie eine Chemikalie namens Luciferin, Enzyme namens Luciferasen, Sauerstoff und den Brennstoff für die Zellarbeit ATP kombinieren. Entomologen glauben, ihr Blinken dadurch zu kontrollieren, dass sie regulieren, wie viel Sauerstoff zu ihren lichterzeugenden Organen gelangt.

Glühwürmchen haben wahrscheinlich ursprünglich die Fähigkeit entwickelt, sich zu entzünden, um Raubtiere abzuwehren, aber jetzt nutzen sie diese Fähigkeit hauptsächlich, um Partner zu finden. Interessanterweise produzieren nicht alle Glühwürmchen Licht; Es gibt mehrere Arten, die tagsüber fliegen und anscheinend auf die Gerüche von Pheromonen verlassen, um sich zu finden.

Jede Glühwürmchenart hat ein eigenes Signalsystem. Bei den meisten nordamerikanischen Arten fliegen die Männchen in der richtigen Höhe, im richtigen Lebensraum und zur richtigen Nachtzeit umher und senden ein Signal, das für ihre Art einzigartig ist. Die Weibchen sitzen auf dem Boden oder in der Vegetation und suchen nach Männchen. Wenn ein Weibchen sieht, dass jemand das Signal seiner Spezies abgibt - und es gut macht -, blitzt es mit einem eigenen artgerechten Blitz zurück. Dann signalisieren die beiden gegenseitig, dass das Männchen zu ihr hinunterfliegt. Wenn alles gut geht, paaren sie sich.

Ein gutes Beispiel ist Photinus pyralis, eine häufig vorkommende Hinterhofart, die oft als Big Dipper bezeichnet wird. Ein Männchen fliegt in der Abenddämmerung über 3 Fuß über dem Boden. Etwa alle fünf Sekunden macht er einen Sekundenblitz, während er in der Form eines „J“ fliegt. Das Weibchen Photinus pyralis sitzt in niedriger Vegetation. Wenn sie einen Kerl sieht, den sie mag, wartet sie zwei Sekunden, bevor sie sich in der dritten Sekunde eine halbe Sekunde blitzt.

Einige Arten "rufen" möglicherweise viele Stunden in der Nacht, während andere nur etwa 20 Minuten in der Abenddämmerung blitzen. Die Kommunikation mit Firefly Light kann viel komplizierter werden. Einige Arten haben mehrere Signalsysteme, und einige können ihre Lichtorgane für andere Zwecke verwenden.

Während die meisten männlichen Glühwürmchen ihr eigenes Ding machen und unabhängig von anderen Männchen derselben Art blitzen, gibt es solche, die ihre Blitze synchronisieren, wenn es viele andere gibt. In Nordamerika sind die beiden bekanntesten Arten, die dies tun, die Photinus carolinus der Appalachen, auch im Great Smoky Mountains National ParkUnd die Photuris frontalis die Orte wie den Congaree National Park in South Carolina zum Leuchten bringen.

Bei beiden Arten denken Wissenschaftler, dass die Männchen sich synchronisieren, so dass jeder die Chance hat, nach Weibchen zu suchen und nach Weibchen, die Männchen signalisieren. Diese Shows sind spektakulär und die Menge der Leute, die sie an den berühmtesten Orten sehen wollen, hat es notwendig gemacht, ein Lotterie für die Erlaubnis, sie zu sehen. Beide Arten kommen jedoch in weiten geografischen Bereichen vor und können möglicherweise an anderen, weniger überlasteten Orten beobachtet werden.

Stinkende chemische Abwehrkräfte

Viele Glühwürmchen schützen sich mit sogenannten Chemikalien vor Raubtieren Lucibufagine. Dies sind Moleküle, die die Insekten aus anderen Chemikalien synthetisieren, die sie in ihrer Nahrung zu sich nehmen. Lucibufagine sind den Giftstoffen, die Kröten auf ihrer Haut ausscheiden, chemisch sehr ähnlich, und obwohl sie in der richtigen Dosierung giftig sind, sind sie auch äußerst schädlich.

Wie Glühwürmchen leuchten - und welche Signale sie sendenPaarung von Photinus pyralis. Clyde Sorenson, CC BY-ND

Vögel und andere Raubtiere lernen schnell, Glühwürmchen auszuweichen. Ich habe beobachtet, wie eine Kröte auf meiner Veranda ein Glühwürmchen aß und es sofort wieder ausspuckte. Das Insekt ging weg, klebrig, aber anscheinend unversehrt. Ein Kollege von mir steckte einmal ein Glühwürmchen in den Mund - und sein Mund wurde eine Stunde lang taub!

Viele andere Insekten ahmen Glühwürmchen visuell nach, um den Vorteil zu erzielen, dass sie wie etwas Unangenehmes und Giftiges aussehen. Glühwürmchen scheinen auch andere Abwehrchemikalien zu produzieren, von denen einige zu ihrem charakteristischen Geruch beitragen können.

Viele Photuris Glühwürmchen können diese Abwehrchemikalien nicht herstellen. Die Weibchen dieser großen, langbeinigen Blitzwanzen tun also etwas Überraschendes: Sobald sie sich gepaart haben, ahmen sie die Blitze der Weibchen nach Photinus und dann essen die Männer, die reagieren. Diese Femme-Fatales verwenden die Lucibufagine, die sie durch die Aufnahme ihrer schwer enttäuschten Beute erhalten, um sich und ihre Eier vor Raubtieren zu schützen. Sie übertragen die Chemikalien schnell in ihr Blut und bluten spontan, wenn ein Raubtier sie ergreift.

Wie Glühwürmchen leuchten - und welche Signale sie senden Sobald Glühwürmchen einen Lebensraum verlieren, ist es unwahrscheinlich, dass sie wiederkommen. Fer Gregory / Shutterstock.com

Kein Platz ist wie Zuhause

Die meisten Glühwürmchen sind Lebensraumspezialisten, die Wälder, Wiesen und Sümpfe nutzen. Sie verlassen sich darauf, dass dieser Lebensraum für ein Jahr oder länger ungestört bleibt, bis sie ihre Lebenszyklen abgeschlossen haben. Diese Insekten verbringen den größten Teil ihres Lebens als Larven Regenwürmer und andere Tiere im Boden oder Laub aufspüren - die meisten Erwachsenen ernähren sich überhaupt nicht. Wenn dieser Lebensraum in der Jugend zerstört wird, können die Populationen ausgelöscht werden.

Hinzu kommt, dass die Weibchen vieler Arten - wie die berühmten blauen Geister der südlichen Appalachen und anderswo - sind flügellos und können sich nicht weiter zerstreuen, als sie laufen können. Wenn eine Population von blauen Geistern durch Holzeinschlag oder andere Störungen zerstört wird, findet keine Wiederherstellung statt. Die Zerstörung von Lebensräumen ist daher eine der größten Bedrohungen für Glühwürmchen. Andere Gefahren umfassen Lichtverschmutzung durch künstliches Licht und vielleicht Insektizidanwendungen zur Mückenbekämpfung.

Es gibt noch viel über Glühwürmchen zu lernen. Entomologen wie ich haben identifiziert über 170 oder so Arten in Nordamerika, aber es ist klar, dass hier viel mehr Arten vorkommen. Achten Sie auf die Glühwürmchen in Ihrer Nachbarschaft. Beobachten Sie deren Blitzmuster und Verhalten. Vielleicht entdecken Sie eine dieser neuen Arten.

Über den Autor

Clyde Sorenson, Professor für Entomologie, North Carolina State University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

Ing.

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