很多人都喜欢萤火虫，它的出现，往往意味着良好的生态环境，以及浪漫的氛围。
萤火虫 受访者 供图
它是为数不多的能发光的陆生生物。经过漫长的进化，萤火虫发光的“用途”已包括求偶行为，迷惑、诱捕猎物，恐吓猎食者等。
但萤火虫最初为什么要发光，最初为什么要演化出这种能力？
此前，学术界广泛认可的一种理论是萤科的祖先最初演化的生物萤光是作为体内毒素的警戒信号，告诉捕食者：我有毒！
不过，近日，西湖大学生命科学学院研究员、博士生导师甄莹团队最新发表的一项研究，通过重构萤火虫体内毒素的演化历史，推翻了上述理论。
相关论文在线发表在美国国家科学院院刊姐妹刊PNAS Nexus上，标题是《萤火虫毒素的演化起源晚于生物荧光》（Firefly toxin lucibufagins evolved after the origin of bioluminescence）。
8月4日，甄莹研究员和该论文第一作者、博士后朱诚棋接受了澎湃新闻的采访。
萤火虫最初发光不是为了用作毒素警戒信号？
强心甾类化合物LBGs毒素是唯一一种在多个属萤火虫中都存在的毒素。
“我们基于现今萤火虫8个亚科中的6个亚科的萤火虫毒素进行检测，并且整合了前人的数据，发现能自主合成LBGs毒素的萤火虫，只局限在一个单独的亚科中。”朱诚棋告诉澎湃新闻。
虽然北美有些萤火虫体内也存在这种毒素，但这是它们吃了其他含LBGs毒素的萤火虫导致的。
换句话说，只有一个亚科的萤火虫会自主合成LBGs毒素。
那么，萤火虫演化出发光能力是为了表明“我有毒”，这个理论还成立吗？
通过比对全基因组上基因序列的相似性，研究人员通过高置信度的系统发育树来确定萤火虫毒素的出现时间要晚于荧光出现的时间。
他们研究发现，能自主合成LBGs的萤火虫最早只能追溯到萤亚科（Lampyridae）的共同祖先，远远晚于萤科（Lampyridae）中萤光最初出现的时间。
由此可见，即使“我有毒”发光信号理论成立，也不是萤火虫最初演化出发光能力的原因。
2024年7月20日，湖北随州，位于豫鄂两省交界的桐柏山脉、淮河源头的抱朴谷景区迎来萤火虫观赏期，夜幕降临后，成千上万只萤火虫在草丛和林间闪烁飞舞，装点现实版仲夏夜之梦，吸引不少游客前来打卡赏萤。视觉中国 资料图
那么，最初发光的原因是什么？甄莹团队探究了萤科生物荧光演化的历史环境背景。
甄莹团队根据分子钟理论和三个化石校准点，估计萤光和LBGs毒素演化的时间。“想估算绝对的历史时间，就需要用有时间信息的化石来校准。”甄莹告诉澎湃新闻，化石证据能作为较好的时间刻度尺，结合物种树就可以用来估算历史事件发生的时间。
通过研究，他们推算萤火虫所属的支系萤光出现的时间约为距今1.8亿年前的侏罗纪时期。
在这一时期，与大洋缺氧事件（Toarcian Oceanic Anoxic Event）息息相关的生物大灭绝事件“翻篇”后，大气中的氧气含量从一个历史最低点持续上升。
同时萤光反应的底物萤光素（luciferin）已经被证实可以作为一种抗氧化剂。
因此，甄莹团队提出新的假说：萤火虫祖先最初之所以演化出发光能力，可能是为了应对日益增加的氧气含量造成的氧化应激压力和炎热干燥的环境。它们演化出荧光素这种抗氧化剂，“点燃”消耗掉过量的氧自由基，消除过量的活性氧对细胞的毒害作用，而发萤光可能最初只是一个副产物。
这个假说仍然需要更多的证据来验证。
萤火虫为什么不会被自己体内毒素毒死？
为什么体内有毒素的萤火虫不会被自身毒素毒死？
甄莹团队通过分子动力学模拟和钠钾泵酶活实验比对发现，能自主合成LBGs毒素的萤火虫，其自身的ATPα蛋白累积了突变，影响了毒素与它们的结合。这让它们对LBGs毒素有一定的耐受性。
但可能还存在其他机制，来帮助萤火虫“制衡”体内的毒素。这也是甄莹团队未来想要解答的问题之一。
甄莹告诉澎湃新闻，萤火虫毒素属于强心类固醇毒素，这类化合物可以影响心脏收缩和血压，有较大的医药价值。其中包括市场已经出现的药物地高辛，目前这类化合物多通过化学合成或者生物提取，它们的生物合成途径还没有得到完全解析。
而通过生物合成可以减少环境影响，降低成本，甚至提高药物的质量和安全性。
“我们也对解析萤火虫毒素的生物合成途径比较感兴趣。”甄莹说。
萤火虫为什么会发光
01、萤火虫会发光是由于萤火虫体内一种称作虫萤光素酶的化学物质与氧气相互作用，从而产生的光亮。 这种被称作虫萤光素酶的化学物质像开关一样启动这种反应，当萤火虫产生虫萤光素酶的时候，这种反应就开始了，萤火虫便会发出一闪一闪的光亮。 夏天的晚上,我们总能看见萤火虫在天空中飞舞,这个现象人们已经习以为常了,但是萤火虫为什么会发光这个问题相信大家不一定了解，萤火虫会发光是由于萤火虫体内一种称作虫萤光素酶的化学物质与氧气相互作用，从而产生的光亮。 这种被称作虫萤光素酶的化学物质像开关一样启动这种反应，当萤火虫产生虫萤光素酶的时候，这种反应就开始了，萤火虫便会发出一闪一闪的光亮。 萤火虫的光不能持久，忽明忽灭，这是因为萤火虫的气管所输送的氧气量并不是恒定的，当氧气充足时，反应剧烈，光亮就强；氧气不充足时，反应缓慢，光亮就会变弱，甚至黯淡无光。 科学研究发现，萤火虫发光的目的有两个：一是为了求偶。 不同种的萤火虫由于发光的形式不同，绝大多数种类的萤火虫，仅雄虫有发光器，而雌虫无发光器或发光器较不发达。 雄虫通过发光吸引异性，雌虫雄虫相互追逐，寻找自己满意的对象。 有一种北美洲的雄萤火虫，每隔5.8秒闪光一次，藏在草丛深处的雌虫即以每2.1秒一次频率的闪光做出反应。 虽然雌雄之间的荧光没有颜色的区别，但雄萤火虫凭借着闪光频率的不同，就能准确无误地辨别出雌虫，一闪一闪地飞去交配。 其二是为了警示。 科学家发现，误食萤火虫成虫的蜥蜴会死亡，证明成虫发光除了能够找寻配偶，还有警告其他生物的作用。 我们通过以上关于萤火虫为什么会发光内容介绍后,相信大家会对萤火虫为什么会发光有一定的了解,更希望可以对你有所帮助。
萤火虫为什么会发光？
萤火虫是很有趣的昆虫。 它像一盏活灯笼，能发出闪闪的荧光。 有趣的是，荧光虽亮，但并不灼手。 原来，萤火虫在发光时几乎不产生热，发出来的是“冷光”。 科学家对萤火虫的发光器官进行了仔细的研究，发现萤火虫发光细胞内的主要物质是荧光素和荧光酶。
萤火虫发光细胞内的荧光素在产生荧光时会不断被消耗，那么它的补充能量从哪里来呢?现已查明，萤火虫需要一种高能化合物——三磷酸腺苷，不断补充能量。 荧光素对于三磷酸腺苷极为敏感，每次发光后，只要加入三磷酸腺苷，就可以重新产生荧光。
因此，人们制成了由荧光素、荧光酶和三磷酸腺苷混合成的生物光源，可以充满爆炸性瓦斯的矿井中当照明灯，或为蛙人提供水下照明用具。
由荧光素和荧光酶组成的生物探测器也已问世，它能探测微量生命物质。 在医学中，用这种探测器检查由病菌感染的疾病，仅用几分钟就可得到结果。 在空间科学研究中，将这种探测器配备无线电发射系统，用火箭发往高空或其他星球表面，就可以探测那里是否存在生命物质。 它将成为生物研究中侦察生命的尖兵。
萤火虫发光是为了干什么
萤火虫发光的目的，早期学者提出的假设有求偶、沟通、照明、警示、展示及调节族群等功能；但是除了求偶、沟通之外，其它功能只是科学家观察的结果，或只是臆测。 直到近几年，才有学者验证了警示说：1999年，学者奈特等人发现，误食萤火虫成虫的蜥蜴会死亡，证实成虫的发光除了找寻配偶之外，还有警告其它生物的作用；学者安德伍德等人在1997年以老鼠做的试验，证实幼虫的发光对于老鼠具警示作用。 萤火虫于夜晚的发光行为，以黑翅萤（Luciola cerata）为例，就目前的研究发现，多是在日落后，雄虫开始在栖地上边飞边亮；在雄虫开始活动不久后，雌虫便开始出现于栖地周围的高处（雌虫也会发光，但只有发光器一节，雄虫则有两节发光器），从晚上7点一直到11点半左右，在其栖地可以见到成百成千的萤火虫发光，但差不多在晚上11点半过后，成虫便逐渐停止发光。 而且雄虫发光的频率也有变化，并非整晚的发光频率都一样。
