萤火虫是如何以及为何发光的？
—G. 赖斯，华盛顿特区
佛罗里达大学昆虫学和线虫学系助理教授马克·A·布兰汉解释说
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保未来能够讲述关于发现和塑造我们当今世界的想法的有影响力的故事。
萤火虫体内的一种化学反应使它们能够发光，这个过程称为生物发光。当细胞中的氧气与钙、能量储存分子三磷酸腺苷 (ATP) 和荧光素色素在荧光素酶的存在下结合时，就会发出光芒。与产生大量热量的灯泡不同，萤火虫产生的是“冷光”。如果它的发光器官像灯泡一样热，昆虫将无法在体验中存活下来。
发光器官通过向产生光所需的其他化学物质添加氧气来控制发光的开始和停止。当氧气可用时，发光器官会发光；当氧气不可用时，该区域会变暗。没有肺的昆虫通过一系列连续变小的管道（称为气管）将氧气从体外输送到内部细胞。控制氧气从气管流出的肌肉工作相对缓慢，因此萤火虫闪光如此之快一直是个谜。
然而，最近，研究人员发现一氧化氮起着至关重要的作用。通常，细胞内的线粒体保留任何可用的氧气，细胞器利用这些氧气为细胞产生能量。为了诱导线粒体释放一些氧气，萤火虫的大脑发出产生一氧化氮的信号，一氧化氮取代线粒体中的氧气。进入发光器官的氧气随后可以自由地用于发出光的化学反应。但由于一氧化氮分解迅速，氧气很快又与线粒体结合，光的产生就结束了。
萤火虫发光的原因有很多。它们在体内产生防御性类固醇，使其对捕食者来说味道不好，并且它们的光爆发被用作令人厌恶的警告展示。成年后，许多萤火虫以其物种特有的模式闪烁，从而能够区分异性成员。多项研究表明，雌性会根据特定的雄性闪光模式特征来选择配偶。在两种不同的萤火虫物种中，更快的闪光频率以及更高的强度已被证明对雌性更具吸引力。
如需这些以及来自不同领域科学家的其他答案的完整文本，请访问 www.sciam.com/askexpert