人工光源对萤火虫行为反应的影响:红光吸引Lamprigera成虫的生态保护意义

《Nature Conservation》:?Behavioural responses of fireflies to artificial light: red lights attract adult Lamprigera (Coleoptera, Lampyridae)

【字体: 时间:2026年01月20日 来源:Nature Conservation 2.3

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  本文针对人工光源(ALAN)对萤火虫生态系统的干扰问题,研究人员开展了关于Lamprigera萤火虫对不同波长和强度人工光源的行为响应研究。通过野外观察和实验室实验,发现成虫雄性被红光和暖白光吸引,而幼虫对红光无响应,高强度白光则抑制幼虫活动。研究结果为制定兼顾萤火虫不同生命周期阶段需求的光污染减缓策略提供了重要科学依据,对生物多样性保护具有积极意义。

  
随着城市化进程不断深入,人工光源逐渐侵入自然生态环境,对依赖自然光信号的生物造成严重干扰。其中,利用生物发光进行求偶通信的萤火虫尤为脆弱,人工光源(ALAN)已被确定为导致萤火虫种群衰退的主要因素之一。虽然长波长红光常被提议作为减缓光污染的解决方案,但其有效性因物种而异,且对萤火虫不同生命周期阶段的影响尚不明确。为此,研究人员在《Nature Conservation》上发表了一项深入研究,探讨了Lamprigera萤火虫成虫和幼虫对不同波长及强度人工光源的行为响应。
为系统探究这一问题,研究团队采用了多层次的实验方法。野外观察在马来西亚武吉基亚拉的森林小径进行,重点监测成虫雄性对红、暖白和冷白三种光谱在不同强度下的吸引行为。实验室研究则通过定制的观察箱,记录了43只幼虫在相同光谱条件下的运动、发光和位置选择等行为参数。实验光源采用RGB LED,强度设置覆盖了从10 lux到1000 lux的梯度,以模拟不同的人工照明条件。
行为响应结果揭示生命阶段差异
对成虫雄性的观察显示,红光和暖白光均能显著吸引Lamprigera雄性个体,其中红光吸引率高达97.1%(低强度)和85.2%(高强度),而暖白光吸引率分别为43.9%和51.4%。有趣的是,观察到有雄性个体在接近光源时会伸展腹部并暴露生殖器,这被认为是将人工光源误认为雌性发光信号的求偶行为。相比之下,冷白光在所有强度下均未引起显著吸引,研究人员认为这可能与冷白光中较强的蓝光成分(470nm)对昆虫的负面影响有关。
幼虫活动受高强度白光抑制
幼虫实验结果表明,红光和低强度光照射对所有光谱均未引起幼虫行为的显著变化。然而,高强度和极高强度的暖白光与冷白光则显著抑制了幼虫的运动活动(暖白光:29.1%降至10%;冷白光:17.4%降至5.4%)和生物发光行为(暖白光:66.7%降至17.2%;冷白光:40.9%降至25.6%)。空间热图分析显示,在控制条件和红光照射下,幼虫呈现均匀的空间分布,而在高强度白光下,幼虫主要停留在观察箱中点位置,活动模式变得不连续。
空间适应性行为有限
与预期相反,幼虫并未表现出明显的远离光源的定向运动或隐蔽行为,表明Lamprigera幼虫缺乏对人工光源的空间适应能力。仅在极高强度冷白光照射下,部分幼虫(42.3%)表现出掘土行为,这可能是一种在极端光条件下的保护性反应。
研究结论强调,萤火虫不同生命周期阶段对人工光源的响应存在显著差异,这使得制定统一的光污染减缓策略变得复杂。虽然红光对幼虫影响较小,但会干扰成虫的求偶行为;而增加蓝光成分虽可减少成虫吸引,却会对幼虫产生负面影响。因此,成功的光污染管理方案需要在光谱组成和光强度之间取得平衡,既最小化生态影响,又保持人类视觉功能。这项研究为理解萤火虫与人工光源的复杂相互作用提供了重要见解,对城市生态规划和萤火虫保护实践具有指导意义。
研究采用的主要技术方法包括:野外行为观察(记录成虫对光源的吸引行为)、实验室受控实验(使用定制观察箱监测幼虫行为)、光谱分析(测量萤火虫发光和人工光源的光谱特性)以及统计分析(使用Wilcoxon秩和检验比较不同光条件下的行为差异)。实验样本为从马来西亚武吉基亚拉采集的Lamprigera萤火虫成虫和幼虫。
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