如何成為環境偵探

由螢火蟲生物學,論都市生態的營造



欣賞螢火蟲,不是只有懷舊,
不只想在夜間看到熠熠螢光,
而是螢火蟲藏了許多秘密,
有些屬物理的,有些屬化學,有些屬生物化學,
有些屬電子通訊,有些屬生態,有些屬生物科技等,
螢火蟲有其獨特性,
是世界上其他種的生物不具有。


自然界的生物,很少會夜間發光?螢火蟲所發的光,是冷光(cold light)。不像人類製造的電燈泡,需要高溫才發光。螢火蟲若像電燈泡發光,自己早就燒毀。生物冷光,稱為「生物體光」(bioluminescence),是科學界亟待研究的知識。不需要將電能太多浪費成熱能,就能發光,是最佳的省能裝置。了解螢火蟲的發光、發光的機制,至少是在教人如何省電。

螢火蟲的發光,是許多機制巧妙的協調,才能產生的現象。螢火蟲沒有肺部,靠身體上的「微氣管」(tracheoles),將空氣擴散到體內,再進到腹部的發光組織(photogenic)。氧氣與螢光素(luciferin)起反應發光,這反應仍耗體內的ATP,所以螢火蟲是閃爍發光,不是一直發亮。而且每日發光的時間,約2-3個小時,不會太長.發光在黑暗的地點,才有效用;發光的對象,是為雄雌間的溝通,才不會亂用。自然界雄雌的吸引常用性荷爾蒙,但是螢火蟲是用光的訊號互相吸引。

螢火蟲打光頻率,看其種類,每隻螢火蟲打光的頻率都不相同。螢火蟲打光頻率的調控,不是靠肌肉,而是神經的反應,在體內形成不穩定的氣體一氧化氮(nitric oxide,NO).一氧化氮不會與螢光素反應,是暗的。當氧氣進入,一氧化氮迅速氧化消失,螢火蟲又發亮。螢火蟲以不同濃度的一氧化氮,就可以調控發光的頻率。所以螢火蟲發光不用改變氧氣的擴散,不用拼命呼吸,這是省力的發光法。

螢火蟲發光的顏色各有不同,有的偏黃,有的偏綠,有的偏藍,發出的光是連續光譜,不是單波長的光。發光的原理是以螢光素的氧化,來提高螢光素的電子能量階,來產生可見光。由於螢火蟲在幼蟲、蛹的階段都需要氧氣來發光,這棲地水域,水質須足夠氧氣、水面必須沒有油汙的原因,以免空氣中的氧氣融入水中受抑制。

螢火蟲也有天敵,但是種類不多,其體內有防禦性的類固醇(defensive steroids),對於脊椎動物毒性強,所以螢火蟲不因發光,而成攫食的目標。螢火蟲的天敵是蜘蛛,大都掉在網上被捕食。但是保護螢火蟲,是接受其天敵的存在,以維持食物鏈的平衡。一個地方出現過密的螢火蟲不是好事,疾病很快會產生。不過在開始復育螢火蟲時,常要移開水域周遭的蜘蛛網。

螢火蟲出現在空中時,在地理空間上非常不均勻,有些地方沒有螢火蟲,有些地方群聚。螢火蟲的壽命約一年,雌的比雄的生命略長些,但是在空中飛翔約5-7天。這是生命的奇妙,即使在飛翔季節,也分批到空中,不會同時飛到空中。螢火蟲密集生長,成功交配率不等比例的增加。因此分批到空中,分批交配,分批產卵。

螢火蟲的翅膀很短,能夠飛翔的距離不長。飛翔時,每秒鐘翅膀的震動可達183次。高速振翅的螢火蟲,散熱很多。所以不同種類的螢火蟲,受到溫度的影響,棲息在不同的海拔高度,大部分都在接近的海拔飛翔。太低溫與強風,經常讓該批的螢火蟲死亡,因此螢火蟲的棲地,常需多葉子的樹木,來減低風速,或用低矮灌木,來減低近地面風速。

植物的蒸散作用,能夠增加空氣中的相對濕度。相對地減少空氣的溫度變化,對螢火蟲很有幫助。螢火蟲的所需不多:一段乾淨的、彎曲的小溪,一些岸邊潮濕的泥土或碎石塊,一些植物的擋光、遮光,增加空氣中的潮濕,螢火蟲就能在細長狹窄的空間活動。

台灣都市螢火蟲的保護,以1988年成立「富陽生態公園」開始,採取低光照,恢復原始地面,不做水泥路面,並且任樹木、落葉在地分解,使園區生物有更多生長的機會。使台北市的近山生態,可以成為原物種的復育區。這是台灣都市生態管理史的地標,是令人興奮的事。國家的大都市,不應該只是行政中心,也應該是健康都市的領頭.國家的首都,應該是環境首都。

國際上開始有螢火蟲教室,都市兒童夜間觀測解說,螢火蟲保護基金,支援螢火蟲棲地的維護,都市垃圾場、遷移工廠改為螢火蟲的棲地營造。「都市棲地管理」逐漸成為一門橫架於生態管理─都市行政─公民教育的學問。此外,鄉間也開始有螢火蟲之旅、螢火蟲小徑、螢火蟲民宿等生態旅遊。

關懷螢火蟲的復育,我經常到各處觀察螢火蟲,注意周遭的水域特性、植物茂密度、土壤的溼度等,也觀察螢火蟲飛翔的高度,打光的速度,與螢光的顏色。都市裡有螢火蟲,是提升都市空間的公共財,與好環境的標章。

我期待有一天,好的都市環境,是用都市螢火蟲分布多又廣來表示。好的建築物是以大樓附近有螢火蟲在飛翔來呈現。好的住宅生活,是屋裡坐在窗口,能夠看到螢火蟲在飛翔。
這是未來城市的烏托邦嗎?不!這是我們今日共同的努力。

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