萤火虫消失之谜

自从人类观察夜空以来，萤火虫就以其神奇的光芒照亮了夏日的夜晚。但是，来自北美各地的轶事报告表明，近几十年来，萤火虫的数量可能正在减少。为了解开这个谜团，科学家们利用一个庞大的公民科学数据集来揭示影响萤火虫数量的复杂环境因素，并确定气候变化是一个潜在威胁。

萤火虫，或称萤火虫目（Lampyridae），在全世界有 2000 多个物种。虽然只有少数萤火虫能发光，但生物发光求偶表演使萤火虫成为最具魅力的昆虫家族之一。然而令人惊讶的是，直到现在，人们对萤火虫种群的大范围模式知之甚少。"肯塔基大学的生物学家达林-麦克尼尔（Darin McNeil）解释说："萤火虫的研究具有挑战性，因为不同的物种在不同的时间发出信号，栖息在不同的栖息地。"我们需要大数据来了解这些昆虫在整个大陆上的生态需求。

萤火虫观察是波士顿科学博物馆于 2008 年启动的一个公民科学项目。志愿者在傍晚调查时记录萤火虫的出现，提供有关地点、日期、天气条件和估计丰度的数据。在长达十年的历史中，萤火虫观察项目已经积累了美国东部 24,683 个独特地点的调查记录。"这个数据集让我们对萤火虫种群在大时空范围内的情况有了前所未有的了解，"麦克尼尔说。

 

"萤火虫似乎对温度和湿度非常敏感，而气候模型预测，我们的世界变暖将破坏温度和湿度"。

麦克尼尔和一个跨学科团队利用机器学习算法分析了萤火虫观察数据，发现了与气候、天气、土壤、土地利用等有关的萤火虫发生模式。他们的研究结果最近发表在《整体环境科学》（Science of the Total Environment）杂志上，是迄今为止对影响北美东部萤火虫种群的因素进行的最全面的评估。

研究人员首先根据日期、夜间时间、温度和月光等因素建立了模型，以考虑探测偏差。然后，他们分析了大尺度气候模式与萤火虫数量的关系，绘制了整个地形的热点和冷点。令人惊讶的是，在中西部上部、大西洋中部和大平原的部分地区--传统上并不被认为是萤火虫的大本营--最佳气候总体上使萤火虫的数量达到最大。

在更局部的地方，研究小组发现萤火虫的数量受到土壤条件、天气和土地覆盖特征之间复杂的相互作用的强烈驱动。例如，萤火虫的数量会随着土壤湿度的增加而增加，但在无法保持水分的沙质土壤中，萤火虫的数量会急剧下降。较热的条件也有利于萤火虫的生长，但只能达到一个临界点--过高的热量会减少萤火虫的数量，这可能是由于对幼虫或捕食昆虫的影响。

值得注意的是，研究结果表明气候变化是一个日益严重的威胁。"麦克尼尔说："萤火虫似乎对温度和湿度非常敏感，而根据气候模型预测，我们这个正在变暖的世界将会破坏这些因素。研究小组的分析表明，随着条件变得更加理想，一些地区的萤火虫数量可能会增加，但随着温度超过可承受的限度，整体数量将面临下降。

一些研究结果对过去的假设提出了挑战。与预期相反，在考虑了相关的土地覆盖后，模型没有检测到农药使用的负面影响。令人惊讶的是，与森林相比，耕地中的丰度更高--不过研究人员指出，这种模式还需要更深入的研究。

结果确实与几个已知的压力因素相吻合。城市化严重减少了萤火虫的数量，因为不透水的地面取代了幼虫所需的透水地面。人工夜间照明造成的光污染似乎干扰了生物发光信号，从而破坏了求偶行为。

"McNeil 说："这项工作为我们提供了长期以来所需要的经验支持，以评估所报道的萤火虫减少背后的驱动因素。"它围绕减轻气候变化影响和保护靠近土壤表面的阴暗潮湿栖息地提出了保护重点。研究小组强调，持续监测和采用昆虫友好型土地管理方法将是未来保护北美萤火虫的关键。

全国的公民科学家们为这一新颖的认识提供了原材料。"麦克尼尔说："萤火虫很有魅力，任何人都能轻易观察到--然而，如果没有大数据分析不同环境中的种群趋势，就无法看到它们的复杂性。"麦克尼尔说："这凸显了公民科学是如何解决以前无法触及的生态之谜的，这不仅对更好地保护萤火虫，而且对保护许多濒危物种都具有重要意义。

每年夏天夜幕降临时，萤火虫仍会从海岸线的草地、沼泽和后院发出信号。但随着气候压力的加剧，它们的未来比以往任何时候都更依赖于行动。通过揭示发光甲虫生存的关键，这项具有里程碑意义的研究为制定以科学为基础的战略指明了方向，确保萤火虫世世代代继续照亮童年的奇迹。

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参考文献

1. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.172329 

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