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7月13日

螢火蟲

我在一片霧靄中尋道前往壇城,身體始終處於緊張狀態。在半明半暗的暮色中,我小心翼翼地挪動著雙腳,極力睜大眼睛朝幽暗中張望,生怕前方有蛇。最讓我擔心的是北美銅頭蛇,其拉丁名為Agkistrodon contortrix1,美其名曰「帶鉤齒的旋風」(hooked-tooth twister)。這些蛇在悶熱潮濕的夏日夜晚尤其活躍。今天晚上,北美銅頭蛇最喜歡的夏日小吃出現了。無數只蟬正從地下蛹洞中往上爬,蛇當然會虎視眈眈地潛伏在四處。我不樂意讓手電筒的反光刺痛雙眼,只好慢慢前行,在夜幕中細細搜查銅頭蛇酷似枯葉的保護色。

我對捕食者的畏懼,很可能是通過數百萬年的自然選擇銘刻在心靈之中的。熱帶靈長類動物夜視能力不佳,如果它們對黑夜掉以輕心,就極少能活得長久。像所有其他活著的生物一樣,我是倖存者的後裔,因此我腦海中的恐懼,其實是祖先在悄悄告訴我他們積累下來的智慧。我大腦意識層面中閃現的畫面,完全吻合所謂的「動物恐慌症」(zoological fear-mongering):帶著長鉸鏈的尖牙,滲入血液之中的可怕毒液;眼睛附近用來捕捉輕微溫度變化的小窩;還有在十分之一秒中突然躍起的襲擊。直到走進壇城,熟悉的環境才緩解了我的緊張情緒。來自家族樹的另一聲低語告訴我:你所知道的,便是安全的。

當我坐下時,一隻螢火蟲用閃爍的光芒來迎接我。它的綠光忽而升到好幾英吋高處,隨後在那裡逗留一兩秒。夜晚的微光僅夠我看清這隻小蟲和它身上的燈籠。綠色的光芒黯淡下來後,這隻小蟲一動不動地懸在空中停留了三秒,接著俯衝下來,從壇城上空劃過。隨後它又重複了這一過程:打著燈籠快速上升,熄滅光芒歇息一陣,再從空中劃落,一閃而過。

如果我是真正的螢火蟲專家,我沒準能從這只螢火蟲燈光特有的閃爍節奏和延續時間來鑒定它的種類。可是很不幸,我根本就沒有這種能力。白天,我在野外考察指南的幫助下,認出那些在壇城植被上爬行的螢火蟲屬於女巫螢屬(Photuris)。夜晚相距遙遠的情況下,我可沒法判斷這只螢火蟲是不是女巫螢火蟲。不過從這種上升的閃光來看,它應該是一隻雄蟲。它的光芒是一種開場白,表明它希望與未來的配偶對話。它在落葉堆上空表明誠意,希望得到回應,可是大部分時候都會落空。雄蟲點亮燈籠後,便會細細查看林地。它停留在空中,給雌蟲一個回應的機會,然後飛走去繼續搜尋。

如果壇城上這只螢火蟲是一隻女巫螢火蟲,它的配偶在交配完畢後,將會額外耍一套把戲。一旦雄性女巫螢火蟲無懈可擊地完成求愛者的任務,與雌蟲進行交配之後,雌蟲就會將注意力轉向其他種類的雄性螢火蟲。每種螢火蟲獨特的閃光次序,通常能使不同種類的雌雄螢火蟲區別開來。正如我們對大猩猩發出的性信號毫無興趣一樣,螢火蟲也對非同類個體的閃光視而不見。然而雌性女巫螢火蟲會模擬其他種類螢火蟲的回應信號,勾引異類雄性螢火蟲,然後抓住這些滿懷希望奔來的倒霉蛋,毫不客氣地吃掉它們。新郎官剛走過教堂的走道,便淪為了婚宴上的大餐。從遠處看起來惹人心動的新娘子,原來是一隻飢腸轆轆的大猩猩。女殺手不僅用獵物充飢,而且將獵物當作化學防禦武器的來源。它從受害者身上竊取那些有毒的分子,在自身體內進行重組。萬一遭到蜘蛛抓捕,它便釋放出這些化學物質,逐走攻擊者。在如此溫暖的夏夜裡,林地上似乎充滿了「帶鉤齒的危險」。

危險只是故事的一部分。螢火蟲也帶來歡樂,它們閃爍的光芒令我們心醉神迷。像艷麗奪目、姿色動人的花朵,或是美妙動聽的鳥鳴聲一樣,螢火蟲的燈籠為我們打開一扇窗戶,吹散了阻隔在我們與更真實的經驗世界之間的迷霧。當孩子們嬉笑著追逐螢火蟲時,他們不是在追逐甲蟲,而是在捕捉驚奇。

當驚奇進一步成熟時,人們便會回到經驗中去尋找奇跡背後更深的一層。這是科學最高的目的。螢火蟲的故事充滿隱秘的驚奇。這些小蟲閃爍的光芒,令人不由得驚歎於演化之妙:它用毫不起眼的原料,拼湊出了一件傑作。螢火蟲腹部末端的燈籠,是由昆蟲身上標準的組織材料製成,只是經過了精心的組裝,才使得這種昆蟲成為閃閃發光的林中精靈。

螢火蟲的光來自一種叫作螢光素的物質。就像很多其他的分子一樣,螢光素能同氧氣結合,轉變成一個能量球。能量球通過在運動中釋放能量包來排解內部的刺激。這種能量包就是光子,也就是我們所感知到的光。螢光素在構造上與細胞內部很多常見的分子相似,不過,大概是經過幾次變化,螢光素變得格外易於被激發。螢光素分子還得到了另外兩種化學物質的協助,這兩種化學物質的職責是鞭促螢光素進入一種過激的狀態。

螢火蟲給體內的化學物質加壓,從而將隱約的微光變成耀眼的光芒。但是光靠這些化學物質,最多能產生一種微弱的瀰散光。螢火蟲燈籠的結構將這些能量集中起來,變成間歇性的閃光。交配期的螢火蟲極其小心地依據間隔節奏來安排婚禮前的對話。燈籠通過調節流向螢光素的氧氣量,就能控制間隔時間。燈籠中每個細胞將螢光素分子埋藏在核心部位,然後在周圍裹上一層厚厚的線粒體。線粒體通常的功能是為細胞提供能量,但是螢火蟲的燈籠卻把線粒體當作吸收氧氣的海綿。在正常情況下,氧氣一旦滲入這些細胞中,就會很快被線粒體燃燒掉,不會有氧氣到達細胞中心去激活螢光素。螢火蟲燈籠裡面的這層線粒體,是一個「關閉」按鈕。當燈籠需要發光時,一束神經信號射入燈籠中,促使一種氣體,即一氧化氮氣體,從位於神經末梢的細胞中流出。這種氣體關閉線粒體,氧氣衝進細胞內部,使化學物質燃燒發光。

線粒體和一氧化氮,是動物生理系統中極其普遍的兩種物質。螢火蟲的發光機制將這兩種因素結合起來,形成一種精妙的開關——據我們所知,也是一種獨一無二的開關。燈籠的建築結構,好比修補匠的絕妙手藝一般,將普通的細胞與螢火蟲的呼吸管,變成一間有充足空氣供螢光素使用的屋子。這位修補匠的工作可不含糊。在螢火蟲發光用到的全部能量中,95%以上的能量都以光能的形式釋放出來。而人造的燈泡則正好顛倒過來,大部分能量都以熱能形式浪費掉了。

抬頭看夜空,四處一片黑暗。但是當我站起來離開壇城時,我看見林中充滿光亮。螢火蟲待在地面上兩三英尺的範圍內,從我站立的位置朝下看,它們就像一堆閃光的浮子,在海面上蕩漾起伏。我一面點亮自己的燈照亮來時的路,防止想像中的銅頭蛇出沒,一面思索著工業製造的低效光源與周圍舞動著的那些生物奇跡之間的差異。然而這種比較是不公平的。我是在用一個嬰兒與一個傳奇相比。我們的燈光背後只有兩百年的思想史,而且是在擁有大量化石能源和化學能源的背景下發展出來。人類幾乎沒有花費任何精力在第一束電燈光的原型基礎上做出改進。燃料是無限的,我們何必改進自己的技術?相比之下,螢火蟲的構造背後佇立著數百萬年的試錯實驗。對每隻甲蟲來說,能量供應始終是短缺的,這促使它們製造出一盞浪費極少的燈,而且是以昆蟲食料,而不是礦物化合物來做燃料。


1 ——又稱高原噬魚蛇,為蝰科毒蛇。因眼與鼻之間有一個小頰窩,歸為響尾蛇亞科。