萤火虫也能“量产”?
“昆虫博士”有个奇妙工厂
当人们想起夏夜,脑海中往往会浮现出萤火虫的身影。对于许多在农村长大的人来说,童年记忆中最美好的画面之一,就是在夏夜的森林里、草地上或小溪旁,追逐着点点荧光……然而,随着城市化进程加快和生态环境的变化,如今想要在野外见到萤火虫已经变得十分困难。只有在少数生态环境优良的山区,那些水质清澈、植被茂密的地方,才能偶尔遇见这些“会飞的小灯笼”。
被誉为“昆虫博士”的兰溪籍金职大农学院姚刚教授,正致力于实现一个科学与诗意交融的梦想——在现代化工厂里规模化培育萤火虫。
萤火虫的一生 宛如一场精彩的蜕变之旅
萤火虫的一生要历经多个奇妙且各具特点的生长阶段,宛如一场精彩的蜕变之旅。
首先是卵期,雌性萤火虫将卵产在适宜的环境中,如潮湿的树叶背面、草丛里或土壤表层。这些卵通常小巧圆润,宛如一颗颗微型的珍珠,初期颜色多为淡黄色、米黄色或乳白色。当胚胎发育成熟,小小的幼虫便准备破壳而出,开启新的生命篇章。
幼虫期是萤火虫生命周期中时间跨度较长的阶段。刚孵化出的幼虫体型微小,但它们已具备独特的生存本领。这个阶段的萤火虫是肉食性动物,以蜗牛、蛞蝓等软体动物为食,部分种类也取食其他小昆虫或腐肉,通过口器注入含有消化酶的液体,将猎物组织液化后吸食。幼虫会经历多次蜕皮,每蜕皮一次,身体就会长大一些,一般要经过5~6次蜕皮才能进入下一个阶段,整个幼虫期可能持续数月甚至一年以上。
当幼虫发育到一定阶段,便会寻找一个安全隐蔽的地方,如土壤中的小洞、树皮缝隙等,开始化蛹。在蛹壳内,幼虫的身体发生着翻天覆地的变化,逐渐转变为成虫的形态,这个阶段具体时长因种类和环境温度而异,通常持续1~2周或更长。在这段时间里,蛹对外界环境较为敏感,需要适宜的温度和湿度来保证正常发育。
成虫期是我们最为熟悉的阶段。成虫从蛹壳中羽化而出,此时它们的身体已具备飞行能力。成虫的体型因种类而异,一般较为纤细,身体分为头、胸、腹三部分,头部有一对触角,用于感知周围环境;胸部有三对足和两对翅膀,翅膀透明且带有一定的光泽。最为独特的当属成虫腹部末端的发光器,这是萤火虫的标志性特征。成虫的寿命相对较短,通常为数天到数周(少数种类可能更长),在这短暂的时间里,它们要完成交配、产卵等繁殖任务,延续生命的火种。
为了消灭蜗牛
萤火虫计划开了个头
目前,全球已发现约2500种萤火虫,除南极洲外,各大洲均有分布。在中国,被记录的萤火虫有141种1亚种,广泛分布于全国,北至东北、西北,南至海南,尤以南方为多。萤火虫发光主要是为了求偶,成虫通过闪光信号吸引异性,完成交配,也有少数种类利用光诱捕猎物。它的发光原理是,发光细胞中的荧光素在荧光素酶催化下,与氧气反应生成氧化荧光素,释放光子,反应效率高达95%,几乎无热能损耗,故称“冷光”。
不过,受光污染、环境污染、栖息地破坏和人为捕捉等因素的影响,萤火虫的数量越来越少。由于萤火虫不会迁徙,它们的飞行距离仅在100米左右,世世代代都生活在同一个地方,一旦从某个地方消失,当地将很难再有萤火虫出现。
姚刚希望通过工业化养殖,既能满足市场需求,又能补充野外种群,让更多当代孩子有机会亲眼目睹萤火虫漫天飞舞的梦幻景象。
这个梦想正在变为现实。在姚刚的实验室里,萤火虫批量养殖技术已取得突破性进展。他培养的学生孔亮茗不仅掌握了全套养殖技术,更成长为业内少有的萤火虫培育专家。据悉,孔亮茗今年6月毕业,计划将萤火虫工厂作为创业项目,把实验室成果推向产业化实践。
姚刚与萤火虫的缘分始于2014年。彼时,他刚博士毕业回到浙江工作不久,致力于将昆虫学研究与地方农林经济发展相结合。在开展有害生物绿色防控项目时,他创造性地采用天敌投放的生物防治方式,曾成功利用赤眼蜂防治松毛虫,又在茶园引入寄生蜂防治茶尺蠖。有一次,他接到某铁皮石斛种植基地求助:蜗牛啃食导致严重减产,而传统杀蜗剂又存在农药残留问题。姚刚先是推荐了一种见光可自动分解的新型农药,考虑到成本因素,他又另辟蹊径寻找到了蜗牛的天敌萤火虫。
“当时我们抱着试试看的心态,网购了一批萤火虫投放到种植园。”姚刚回忆道,“第二天就看到了,铁皮石斛上的蜗牛壳全都空了,萤火虫的捕食效率远超预期。”这次成功让他意识到,规模化养殖萤火虫可以为种植户提供一种纯天然、零污染的生态防治方案。可惜当时其他科研任务繁重,这个富有前景的设想不得不暂时搁置。
坚持两年半
师徒攻克重重技术难关
来到金职大农学院后,学校给姚刚分配了实验室。这个专属空间让他重新燃起了萤火虫研究的热情。他在学生中发起招募,寻找愿意参与这项特殊实验的科研助手。
大一新生孔亮茗怀着好奇前来应征,这个看似文静的男生对萤火虫展现出超乎寻常的兴趣。“我就是单纯觉得这些会发光的小生命很神奇,想试试能不能养活它们。”孔亮茗回忆。谁也没想到,这个偶然的决定让他开始了长达两年半的“萤火虫守护者”生涯。从那天起,实验室成了孔亮茗的第二个家。寒来暑往,他几乎每天都准时来“打卡”,就连春节假期也会特意跑回学校照料这些脆弱的小生命。这种近乎执着的坚持,让姚刚都感叹:“能找到这样专注的学生,是这项研究的幸运。”
在研究过程中,这对师徒攻克了一个又一个技术难关。萤火虫的食性特殊,主要以蜗牛和螺蛳为食。起初,他们每天都要去附近的湖海塘和校园池塘捕捞活体螺蛳,后来想到了网购人家用来做菜的冷冻螺蛳肉,大大简化了饲料供应流程。更棘手的是水质控制问题。萤火虫对生存环境极为挑剔,需要流速在每秒2~5米的洁净流水。为此,姚刚联合金职大智能制造学院的王桂峰博士团队,共同研发了一套智能水循环系统。他们自行采购配件,组装出专用的萤火虫养殖缸。经过持续优化,换水频率从最初的一两天一次延长至三四天一次,萤火虫的存活率也从最初的40%大幅提升至90%,自主繁殖也获得了成功。
“这批萤火虫即将羽化成虫,过几天你就能在实验室看到它们发光的样子;而这边的一批还处在化蛹阶段;这批还是幼虫,他们还需要经历9个月才能长大。”姚刚介绍实验室里的一个个培养皿,如数家珍。经过多年攻关,他的团队已完全掌握萤火虫人工繁育的全套技术,现在正朝着产业化方向迈进。
人工培育萤火虫
构建可持续发展的产业闭环
在金职大农学院的支持下,团队租用了学院农场的一块试验田,准备进行小规模生产试验。这个项目将由孔亮茗主导,作为其创业实践的重要载体。人工培育的萤火虫不仅能在农业生产中发挥生态防控作用,在文旅产业也大有可为。
市场调研显示,当前萤火虫旅游市场需求旺盛,但90%以上的供应仍依赖野外捕捉。姚刚对此深感忧虑:“这种竭泽而渔的做法终将导致资源枯竭。”他坚持要求合作企业必须同步推进生态修复、野外种群恢复和实验室培育,以此构建可持续发展的产业闭环。
萤火虫的成长是一个漫长的过程,需要经历约9个月的生长期,完成6次蜕皮,从最初的芝麻粒大小逐渐长到花生米般大。但令人感慨的是,它们成虫后的生命仅有7天——这也是我们唯一能欣赏到它们发光起舞的珍贵时刻。
黑暗中9个月的默默成长,只为7天的璀璨绽放。这恰似姚刚和团队正在从事的事业。正如昆虫学家法布尔在《昆虫记》中所写:“所有的生命都值得被观察、被记录,哪怕是最微小的生灵,都在演绎着最动人的生命诗篇。”
本报记者 金璐/文 楼冀阳/摄