7月13日

 

萤火虫

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我在一片雾霭中寻道前往坛城,身体始终处于紧张状态。在半明半暗的暮色中,我小心翼翼地挪动着双脚,极力睁大眼睛朝幽暗中张望,生怕前方有蛇。最让我担心的是北美铜头蛇,其拉丁名为Agkistrodon contortrix1,美其名曰“带钩齿的旋风”(hooked-tooth twister)。这些蛇在闷热潮湿的夏日夜晚尤其活跃。今天晚上,北美铜头蛇最喜欢的夏日小吃出现了。无数只蝉正从地下蛹洞中往上爬,蛇当然会虎视眈眈地潜伏在四处。我不乐意让手电筒的反光刺痛双眼,只好慢慢前行,在夜幕中细细搜查铜头蛇酷似枯叶的保护色。

我对捕食者的畏惧,很可能是通过数百万年的自然选择铭刻在心灵之中的。热带灵长类动物夜视能力不佳,如果它们对黑夜掉以轻心,就极少能活得长久。像所有其他活着的生物一样,我是幸存者的后裔,因此我脑海中的恐惧,其实是祖先在悄悄告诉我他们积累下来的智慧。我大脑意识层面中闪现的画面,完全吻合所谓的“动物恐慌症”(zoological fear-mongering):带着长铰链的尖牙,渗入血液之中的可怕毒液;眼睛附近用来捕捉轻微温度变化的小窝;还有在十分之一秒中突然跃起的袭击。直到走进坛城,熟悉的环境才缓解了我的紧张情绪。来自家族树的另一声低语告诉我:你所知道的,便是安全的。

当我坐下时,一只萤火虫用闪烁的光芒来迎接我。它的绿光忽而升到好几英寸高处,随后在那里逗留一两秒。夜晚的微光仅够我看清这只小虫和它身上的灯笼。绿色的光芒黯淡下来后,这只小虫一动不动地悬在空中停留了三秒,接着俯冲下来,从坛城上空划过。随后它又重复了这一过程:打着灯笼快速上升,熄灭光芒歇息一阵,再从空中划落,一闪而过。

如果我是真正的萤火虫专家,我没准能从这只萤火虫灯光特有的闪烁节奏和延续时间来鉴定它的种类。可是很不幸,我根本就没有这种能力。白天,我在野外考察指南的帮助下,认出那些在坛城植被上爬行的萤火虫属于女巫萤属(Photuris)。夜晚相距遥远的情况下,我可没法判断这只萤火虫是不是女巫萤火虫。不过从这种上升的闪光来看,它应该是一只雄虫。它的光芒是一种开场白,表明它希望与未来的配偶对话。它在落叶堆上空表明诚意,希望得到回应,可是大部分时候都会落空。雄虫点亮灯笼后,便会细细查看林地。它停留在空中,给雌虫一个回应的机会,然后飞走去继续搜寻。

如果坛城上这只萤火虫是一只女巫萤火虫,它的配偶在交配完毕后,将会额外耍一套把戏。一旦雄性女巫萤火虫无懈可击地完成求爱者的任务,与雌虫进行交配之后,雌虫就会将注意力转向其他种类的雄性萤火虫。每种萤火虫独特的闪光次序,通常能使不同种类的雌雄萤火虫区别开来。正如我们对大猩猩发出的性信号毫无兴趣一样,萤火虫也对非同类个体的闪光视而不见。然而雌性女巫萤火虫会模拟其他种类萤火虫的回应信号,勾引异类雄性萤火虫,然后抓住这些满怀希望奔来的倒霉蛋,毫不客气地吃掉它们。新郎官刚走过教堂的走道,便沦为了婚宴上的大餐。从远处看起来惹人心动的新娘子,原来是一只饥肠辘辘的大猩猩。女杀手不仅用猎物充饥,而且将猎物当作化学防御武器的来源。它从受害者身上窃取那些有毒的分子,在自身体内进行重组。万一遭到蜘蛛抓捕,它便释放出这些化学物质,逐走攻击者。在如此温暖的夏夜里,林地上似乎充满了“带钩齿的危险”。

危险只是故事的一部分。萤火虫也带来欢乐,它们闪烁的光芒令我们心醉神迷。像艳丽夺目、姿色动人的花朵,或是美妙动听的鸟鸣声一样,萤火虫的灯笼为我们打开一扇窗户,吹散了阻隔在我们与更真实的经验世界之间的迷雾。当孩子们嬉笑着追逐萤火虫时,他们不是在追逐甲虫,而是在捕捉惊奇。

当惊奇进一步成熟时,人们便会回到经验中去寻找奇迹背后更深的一层。这是科学最高的目的。萤火虫的故事充满隐秘的惊奇。这些小虫闪烁的光芒,令人不由得惊叹于演化之妙:它用毫不起眼的原料,拼凑出了一件杰作。萤火虫腹部末端的灯笼,是由昆虫身上标准的组织材料制成,只是经过了精心的组装,才使得这种昆虫成为闪闪发光的林中精灵。

萤火虫的光来自一种叫作荧光素的物质。就像很多其他的分子一样,荧光素能同氧气结合,转变成一个能量球。能量球通过在运动中释放能量包来排解内部的刺激。这种能量包就是光子,也就是我们所感知到的光。荧光素在构造上与细胞内部很多常见的分子相似,不过,大概是经过几次变化,荧光素变得格外易于被激发。荧光素分子还得到了另外两种化学物质的协助,这两种化学物质的职责是鞭促荧光素进入一种过激的状态。

萤火虫给体内的化学物质加压,从而将隐约的微光变成耀眼的光芒。但是光靠这些化学物质,最多能产生一种微弱的弥散光。萤火虫灯笼的结构将这些能量集中起来,变成间歇性的闪光。交配期的萤火虫极其小心地依据间隔节奏来安排婚礼前的对话。灯笼通过调节流向荧光素的氧气量,就能控制间隔时间。灯笼中每个细胞将荧光素分子埋藏在核心部位,然后在周围裹上一层厚厚的线粒体。线粒体通常的功能是为细胞提供能量,但是萤火虫的灯笼却把线粒体当作吸收氧气的海绵。在正常情况下,氧气一旦渗入这些细胞中,就会很快被线粒体燃烧掉,不会有氧气到达细胞中心去激活荧光素。萤火虫灯笼里面的这层线粒体,是一个“关闭”按钮。当灯笼需要发光时,一束神经信号射入灯笼中,促使一种气体,即一氧化氮气体,从位于神经末梢的细胞中流出。这种气体关闭线粒体,氧气冲进细胞内部,使化学物质燃烧发光。

线粒体和一氧化氮,是动物生理系统中极其普遍的两种物质。萤火虫的发光机制将这两种因素结合起来,形成一种精妙的开关——据我们所知,也是一种独一无二的开关。灯笼的建筑结构,好比修补匠的绝妙手艺一般,将普通的细胞与萤火虫的呼吸管,变成一间有充足空气供荧光素使用的屋子。这位修补匠的工作可不含糊。在萤火虫发光用到的全部能量中,95%以上的能量都以光能的形式释放出来。而人造的灯泡则正好颠倒过来,大部分能量都以热能形式浪费掉了。

抬头看夜空,四处一片黑暗。但是当我站起来离开坛城时,我看见林中充满光亮。萤火虫待在地面上两三英尺的范围内,从我站立的位置朝下看,它们就像一堆闪光的浮子,在海面上荡漾起伏。我一面点亮自己的灯照亮来时的路,防止想象中的铜头蛇出没,一面思索着工业制造的低效光源与周围舞动着的那些生物奇迹之间的差异。然而这种比较是不公平的。我是在用一个婴儿与一个传奇相比。我们的灯光背后只有两百年的思想史,而且是在拥有大量化石能源和化学能源的背景下发展出来。人类几乎没有花费任何精力在第一束电灯光的原型基础上做出改进。燃料是无限的,我们何必改进自己的技术?相比之下,萤火虫的构造背后伫立着数百万年的试错实验。对每只甲虫来说,能量供应始终是短缺的,这促使它们制造出一盏浪费极少的灯,而且是以昆虫食料,而不是矿物化合物来做燃料。

 

 


1 ——又称高原噬鱼蛇,为蝰科毒蛇。因眼与鼻之间有一个小颊窝,归为响尾蛇亚科。