Chắc chắn ai cũng từng có tuổi thơ gắn liền với một loài bọ mang tên đom đóm, một thứ ánh sáng lập lòe mỗi buổi đêm mà bất cứ đứa trẻ nào cũng thích thú và tò mò. Đã bao giờ bạn thắc mắc làm thế nào đom đóm lại có thể phát sáng? Đó thật sự là một điều kỳ diệu, có lẽ không không loài động vật nào mang lại cho chúng ta cảm giác lãng mạn và thú vị khi ngắm nhìn hàng trăm con đom đóm phát sáng trong đêm. Câu trả lời sẽ được giải đáp trong bài viết dưới đây.

Vì sao đom đóm có thể tự phát sáng trong đêm?

Vì sao đom đóm có thể tự phát sáng trong đêm?

Nguồn gốc của ánh sánh đom đóm

Nhắc đến đom đóm, chắc hẳn ai cũng từng quen thuộc thời tuổi thơ của mình, đó là thứ ánh sáng lập lòe mỗi đêm mà bất cứ một đứa trẻ nào cũng thích thú và tò mò. Nhưng vì sao đom đóm có thể phát sáng mà không cần nguồn điện như vậy?

Đom đóm có hai nhóm là đom đóm bay và đom đóm bò dưới đất. Cả hai nhóm này đều có thể phát ra cùng một thứ ánh sáng lạnh. Ánh sáng của đom đóm được phát ra từ một vài đốt cuối bụng. Ban ngày, các đốt này chỉ có màu trắng xám, về đêm mới phát ra ánh sáng huyền ảo qua lớp da trong suốt. Bên trong lớp da bụng là dãy các tế bào phát quang, trong cùng là lớp tế bào phản quang, có chức năng như mặt gương giúp phản chiếu ánh sáng ra ngoài.

Ánh sáng lạnh đặc biệt này, không toả nhiệt như ánh sáng nhân tạo. Đó là vì trong quá trình phát sáng, hầu như toàn bộ năng lượng được sinh vật chuyển thành quang năng, chứ không tiêu hao thành nhiệt như ở những nguồn sáng nhân tạo khác.

Nguyên nhân tạo ra nguồn phát sáng của đom đóm?

Nguyên nhân tạo ra nguồn phát sáng của đom đóm?

Nguyên nhân tạo ra nguồn phát sáng của đom đóm?

Sự phát sáng ở đom đóm là nhờ một loại phản ứng hóa học gọi là biolumiescence (ánh sáng sinh học). Tiến trình này xảy ra trong cơ quan phát sáng chuyên biệt, thường nằm ở dưới bụng đom đóm. Enzym luciferase hoạt động trên luceferin, với sự có mặt của các ion Magie, ATP, và Oxi để tạo ánh sáng.

Cơ quan phát sáng cấu tạo từ vài lớp tế bào nhỏ phản xạ ánh sáng và một lớp tế bào phát sáng. Tế bào phát sáng được điều khiển bởi thần kinh và các ống khí; ôxy được cung cấp bởi các ống khí chuyển hóa luciferin của tế bào phát sáng thành oxyluciferin. Quá trình ôxy hóa này được xúc tác bởi enzym luciferase đã giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng. Côn trùng kiểm soát việc phát sáng bằng cách điều hòa lượng không khí cung cấp cho tế bào.

Tất cả các loại đom đóm đều phát sáng từ thời kỳ ấu trùng. Biolumiescence dùng cho một chức năng riêng biệt trong ấu trùng đom đóm hơn là cho những con trưởng thành. Nó xuất hiện như một tín hiệu cảnh báo tới những loài ăn thịt, từ những chất hóa học tổng hợp trong ấu trùng đom đóm, chúng trở nên khó chịu và độc.

Các gen mã hóa cho những chất này được chèn vào trong nhiều các cơ quan riêng biệt. Luciferase đom đóm thường ở trong forensics (chất độc chết người), và enzym có những ứng dụng y học - đặc biệt để dò tìm các phản ứng của ATP hay Magie.Những họa sĩ thời kỳ Phục Hưng đã dùng một loại bột của đom đóm đã sấy khô để tạo ra một hỗn hợp cảm quang.

Về cơ bản, cơ chế phát sáng này có xuất hiện ở những loài vật khác như sứa biển và các nhà khoa học nhận định rằng hầu như tất cả sinh vật sống đều có thể phát ra một luồng ánh sáng cực kỳ yếu ớt, thậm chí cả con người cũng có khả năng này. Đây là kết quả của các phản ứng sinh hóa.

Điểm khác nhau của sáng ánh đom đóm và ánh sáng sinh học

Điểm khác nhau của sáng ánh đom đóm và ánh sáng sinh học

Điểm khác nhau của sáng ánh đom đóm và ánh sáng sinh học

Điểm khác biệt nhất là bóng đèn điện tỏa rất nhiều nhiệt trong quá trình phát quang. Ánh sáng do đom đóm phát ra là ánh sáng lạnh do phần năng lượng tiêu hao dưới dạng nhiệt trong quá trình phát quang của đom đóm không lớn. Dĩ nhiên điều này rất quan trọng đối với đom đóm vì nếu tế bào phát quang ở đom đóm sinh nhiệt nhiều như ở đèn điện, đom đóm hẳn sẽ không sống nổi sau một lần phát sáng.

Đom đóm có thể kiểm soát sự bắt đầu và kết thúc của phản ứng hóa học này. Nó bắt đầu hay ngưng phát sáng bằng cách thêm hay bớt lượng oxy cho phản ứng hóa học trên. 

Science World Report dẫn phát hiện đăng trên tạp chí Physical Review Letters cho hay, các nhà khoa học sử dụng kỹ thuật chụp vi cắt lớp tương phản và kính hiển vi tia X đã khám phá ra rằng đom đóm làm lệch hướng oxy dùng cho các chức năng khác của tế bào, lôi kéo khí oxy vào phản ứng phá vỡ luciferin. Trong thời gian này, mức tiêu thụ oxy trong tế bào giảm xuống, quá trình sản xuất năng lượng chậm lại.

Các loài côn trùng vốn không có phổi, chúng lấy oxy từ bên ngoài vào thông qua một chuỗi các ống nhỏ nối tiếp nhau gọi là các ống khí (tracheoles). Cho đến nay người ta vẫn chưa hiểu được làm cách nào đom đóm có thể nhấp nháy ở tần số cao như chúng ta thấy trong khi các cơ kiểm soát lượng oxy vào với tốc độ tương đối chậm.

Lý giải được chấp nhận nhiều nhất hiện nay là khí NO đóng vai trò quan trọng trong việc điều phối ánh sáng. Khi đèn đom đóm tắt là lúc NO không được sản xuất ra. Trong trường hợp này, lượng oxy đi vào tế bào sáng đã được gắn vào bề mặt ti thể- một bào quan chịu trách nhiệm sản xuất năng lượng cho tế bào, vì vậy không có oxy cho phản ứng phát quang.

Sự hiện diện của NO trong tế bào sáng cho phép oxy tham gia vào phản ứng phát quang nhờ việc NO đã gắn vào ti thể thay cho oxy. NO vốn bị phân hủy rất nhanh nên khi NO không được sản xuất ra nữa, oxy sẽ lại bị ti thể bắt giữ và không có oxy cho phản ứng phát quang nữa. 

Đom đóm phát sáng để làm gì?

Đom đóm phát sáng có tác dụng như thế nào?

Đom đóm phát sáng có tác dụng như thế nào?

Theo giáo sư Sara Lewis thuộc Trường đại học Tufts, Boston (Mỹ), những con đom đóm phát sáng lập lòe trong đêm mùa hè có thể chỉ là một kiểu phô trương về hình thức bề ngoài của chúng, giống như chiếc đuôi rực rỡ của các con công đực nhằm thu hút sự chú ý nơi “bạn tình”.

Chất phát sáng ở đuôi đom đóm gặp phải oxy sẽ phát sáng nhưng ánh sáng rất yếu, vì thế chỉ buổi tối mới nhìn rõ. Đom đóm đực có cánh, đom đóm cái không có. Do đó đom đóm đực phát sáng để thu hút đối phương.

Chẳng hạn, những con đom đóm đực tập hợp được ánh sáng huỳnh quang lâu hơn sẽ có khả năng tìm bạn đời thành công hơn và giúp con cái sinh sản ra nhiều con hơn.

Vẫn theo GS Sara Lewis, loài đom đóm sống dưới dạng ấu trùng với thời gian khá dài (khoảng hai năm). Giai đoạn này chúng chủ yếu dành cho việc “làm đầy bao tử” và lớn lên. Sau đó, đom đóm bay lên khỏi mặt đất và dành suốt hai tuần lễ chỉ với mục đích “tán tỉnh” bạn khác giới và truyền giống, trước khi chết lả đi vì đói.

Nhìn chung, mỗi loài đom đóm thường có kiểu phát sáng và thời gian phát sáng khác nhau. Độ dài của tín hiệu phát sáng còn liên quan tới lượng dưỡng chất con đực cung cấp trong khi giao phối và sau đó sẽ được tích trữ lại trong trứng của đom đóm cái.

Khi đom đóm gặp phải các loài chim đi săn đêm hoặc lúc nguy hiểm khác, chúng sẽ phát sáng để cảnh báo, sau đó phát ra một mùi khó chịu, vì thế nhện và ong dù có nhìn thấy đom đóm ngay bên cạnh cũng không muốn ăn chúng.

Có thể bạn chưa biêt 

Rừng đom đóm đẹp mê hoặc ở Nhật Bản

Rừng đom đóm đẹp mê hoặc ở Nhật Bản

Rừng đom đóm ở Nhật Bản

Đom đóm chỉ xuất hiện vào một thời gian ngắn trong mùa hè ở Nhật Bản. Nguồn sáng yếu, đứt quãng của chúng cùng sự chuyên nghiệp của nhiếp ảnh gia đã tạo nên những bức hình đẹp "siêu thực".

Mùa mưa đến đồng nghĩa với việc cả đất trời Nhật Bản phải chìm trong khoảng không gian ảm đạm, tĩnh mịch đến u buồn. Và khi ánh nắng mặt trời cũng không thể thắng nổi sự hung hãn của đám mây xám xịt cũng là lúc người ta tìm đến tia sáng nhỏ nhoi từ đàn đom đóm. Tháng 6 hàng năm, người dân xứ Phù Tang lại nô nức tổ chức nhiều lễ hội và hoạt động vui chơi vào buổi tối để ngắm đom đóm. Không những thế, vẻ đẹp ma mị của loài sinh vật này còn khơi dậy cảm hứng nghệ thuật và tiếp thêm động lực sáng tác cho nhiều nhiếp ảnh gia nữa. Hãy ngắm nhìn bộ ảnh này và thử tưởng tượng rằng mình đang ở Nhật đi, bạn sẽ thấy cuộc đời thật vi diệu biết bao.

Mùa hè, nhiều người chọn đi biển, số khác lại lên rừng núi để cắm trại. Tuy nhiên, một lựa chọn lý tưởng cho các nhiếp ảnh gia ở Nhật Bản là đi tìm

Mùa hè, nhiều người chọn đi biển, số khác lại lên rừng núi để cắm trại. Tuy nhiên, một lựa chọn lý tưởng cho các nhiếp ảnh gia ở Nhật Bản là đi tìm "dấu hiệu mùa hè" - những đàn đom đóm. Chúng chỉ xuất hiện từ 19h đến 21h vào những ngày từ giữa tháng 6 tới đầu tháng 7.

Mỗi mùa hè đến, những sinh vật kỳ diệu này lại biến các cánh rừng ở Nhật Bản trở thành sân khấu siêu đẹp để thể hiện màn trình diễn ánh sáng kỳ ảo của mình và hấp dẫn bạn tình.

Mỗi mùa hè đến, những sinh vật kỳ diệu này lại biến các cánh rừng ở Nhật Bản trở thành sân khấu siêu đẹp để thể hiện màn trình diễn ánh sáng kỳ ảo của mình và hấp dẫn bạn tình.

Đầu các buổi tối mùa hè là thời điểm lý tưởng để nhiều nhiếp ảnh gia chuẩn bị săn tìm các khoảnh khắc đẹp lung linh về loài đom đóm.

Đầu các buổi tối mùa hè là thời điểm lý tưởng để nhiều nhiếp ảnh gia chuẩn bị săn tìm các khoảnh khắc đẹp lung linh về loài đom đóm.

Bạn phải giỏi kỹ năng lẩn trốn và tìm kiếm như các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp thì mới chụp được những bức hình xuất sắc.

Bạn phải giỏi kỹ năng lẩn trốn và tìm kiếm như các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp thì mới chụp được những bức hình xuất sắc.

Vì ánh sáng lấp lánh từ những con đom đóm rất yếu và thường bị gián đoạn, các nhiếp ảnh gia phải sử dụng kỹ thuật phơi sáng cùng với chân máy ảnh để chụp.

Vì ánh sáng lấp lánh từ những con đom đóm rất yếu và thường bị gián đoạn, các nhiếp ảnh gia phải sử dụng kỹ thuật phơi sáng cùng với chân máy ảnh để chụp.

Thành quả của sự kiên nhẫn và kỳ công này là những bức hình đẹp đến “siêu thực”, khiến người xem khó tin vào mắt mình.

Thành quả của sự kiên nhẫn và kỳ công này là những bức hình đẹp đến “siêu thực”, khiến người xem khó tin vào mắt mình.

Đom đóm chỉ sống khoảng 10 ngày nên chúng rất nhạy cảm. Chúng sẽ phản ứng tiêu cực với bất kể nguồn sáng hay sự ô nhiễm nào khác, do đó tìm được nơi chúng sống là thành công một nửa việc săn khoảnh khắc.

Đom đóm chỉ sống khoảng 10 ngày nên chúng rất nhạy cảm. Chúng sẽ phản ứng tiêu cực với bất kể nguồn sáng hay sự ô nhiễm nào khác, do đó tìm được nơi chúng sống là thành công một nửa việc săn khoảnh khắc.

Đom đóm chỉ sống khoảng 10 ngày nên chúng rất nhạy cảm. Chúng sẽ phản ứng tiêu cực với bất kể nguồn sáng hay sự ô nhiễm nào khác, do đó tìm được nơi chúng sống là thành công một nửa việc săn khoảnh khắc.

Đom đóm chỉ sống khoảng 10 ngày nên chúng rất nhạy cảm. Chúng sẽ phản ứng tiêu cực với bất kể nguồn sáng hay sự ô nhiễm nào khác, do đó tìm được nơi chúng sống là thành công một nửa việc săn khoảnh khắc.

Đom đóm xuất hiện ở những nơi ít gió, nguồn nước sạch chảy nhẹ nhàng, và môi trường ẩm.

Đom đóm xuất hiện ở những nơi ít gió, nguồn nước sạch chảy nhẹ nhàng, và môi trường ẩm.

Thời gian nhiều đom đóm nhất trong ngày là 20h - 21h. Muốn nhìn ngắm đom đóm dễ hơn thì bạn không được đem theo đèn, không bật đèn pha ô tô hay đèn flash của các loại máy quay chụp.

Thời gian nhiều đom đóm nhất trong ngày là 20h - 21h. Muốn nhìn ngắm đom đóm dễ hơn thì bạn không được đem theo đèn, không bật đèn pha ô tô hay đèn flash của các loại máy quay chụp.