Hun etherische gele (of groene of rode) gloed die uit het gras springt, duidt op de zomer. Hoewel er misschien wel 2.400 soorten vuurvliegjes op aarde voorkomen, zijn deze vliegende, lichtgevende insecten bedreigd. Verslechterende habitatomstandigheden kunnen leiden tot meer zomers met minder vuurvliegjes.
Onlangs zijn wetenschappers ook begonnen de heersende hypothese in twijfel te trekken over waarom ze überhaupt hun glans ontwikkelden. De nieuwe analyse op genetisch niveau zou van cruciaal belang kunnen zijn om vuurvliegjes te helpen hun overlevingsproblemen het hoofd te bieden, omdat ze mogelijk opnieuw moeten evolueren.
[Related: How do fireflies power their blinking butts?]
Een nieuwe hypothese over hoe vuurvliegjes hun glans kregen
Jarenlang geloofden wetenschappers dat vuurvliegjes fel licht uitstraalden LampyridaDe familie ontwikkelde zich eerst als waarschuwingssignaal voor roofdieren. Hun kenmerkende glans zou erop wijzen dat ze giftig zijn en waarschijnlijk niet erg lekker zullen smaken. Na verloop van tijd wordt dat licht mogelijk hergebruikt als paringssignaal.
Dat blijkt uit een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift PNAS-nexus, heeft een team in China dit op de proef gesteld door een vuurvliegstamboom te modelleren met genetische gegevens. Ze volgden de evolutie van de chemische verbindingen die vuurvliegjes giftig maken: lucibufagin. Ze verzamelden monsters van 16 soorten Lampyridae uit heel China en met twee verwante soorten. Naast het uitvoeren van een volledige genetische analyse van elke soort, zochten ze ook naar lucibufaginen met behulp van vloeistofchromatografie-massaspectrometrie. Dit proces wordt in het laboratorium gebruikt om te scheiden, identificeren en meten welke stoffen in een vloeistofmonster aanwezig zijn.
Ze ontdekten dat lucibufagin-toxinen alleen aanwezig zijn in één subfamilie van vuurvliegjes en mogelijk later zijn geëvolueerd. Bioluminescentie alleen zonder dit toxine is echter wijdverspreid in het hele gezin. Volgens het team suggereert dit dat het toxine ontstond nadat de bioluminescentie zich bij dieren ontwikkelde en als reactie op iets anders dan paring.
In plaats daarvan kan hun schittering zijn geëvolueerd als gevolg van een bijzonder stressvolle situatie. De bioluminescerende component van vuurvliegjes, luciferine genaamd, heeft antioxiderende eigenschappen. Uit de studie bleek dat de voorouders van vuurvliegjes evolueerden en diversifieerden toen het zuurstofniveau in de atmosfeer steeg na een dieptepunt ooit na de Toarcian Oceanic Anoxic Event. Deze massale uitsterving, ongeveer 183 miljoen jaar geleden, tijdens het vroege Jura, veroorzaakte een wijdverbreide uitputting van zuurstof in de oceanen van de wereld.
[Related: Mass extinction 183 million years ago offers dire warning for modern oceans.]
Luciferine was mogelijk een manier voor vuurvliegjes om minder zuurstof in de lucht te vervoeren. Er wordt ook aangenomen dat lichtgevende duizendpoten bioluminescentie hebben ontwikkeld als een manier om met oxidatieve stress in warme, droge omgevingen om te gaan. Vuurvliegjes kunnen ook een soortgelijk pad volgen als reactie op stress door zuurstofgebrek.
Het huidige klimaat is minder voorspelbaar
Hoewel vuurvliegjes deze gloed misschien miljoenen jaren geleden hebben ontwikkeld als reactie op lage zuurstofniveaus, wat betekent dit in relatie tot de huidige milieu-uitdagingen? Ze gedijen meestal onder gematigde omstandigheden. Warme en vochtige zomers creëren hun ideale broedomgeving, en koude winters ondersteunen het voortbestaan van hun eieren, larven en poppen.
Naarmate de mondiale temperaturen blijven stijgen, worden deze klimaatomstandigheden minder voorspelbaar. Voor vuurvliegjes en tal van andere soorten betekent dit dat de planeet vaak minder gastvrij is. Veranderingen in regenpatronen hebben ook bijgedragen aan ofwel zeer droge omstandigheden die de overleving van de larven verminderen, ofwel een scenario met te veel water dat hun broedgebieden kan overstromen en de levenscycli kan verstoren.
Studie gepubliceerd in het nummer van juni 2024 Wetenschap van de totale omgeving suggereert dat ze gevoelig zijn voor verschillende omgevingsfactoren, waaronder weersomstandigheden op de korte termijn, klimaattrends op de langere termijn en stedelijke aantasting.
“Subtiele veranderingen in klimaatpatronen, vooral gerelateerd aan temperatuur, hebben een aanzienlijke invloed op de broedcycli van vuurvliegjes en de kwaliteit van de leefomgeving”, zei co-auteur en ecoloog van de Universiteit van Kentucky Darin McNeil in een verklaring.
Met behulp van op AI gebaseerde machine learning-technieken analyseerde het team meer dan 24.000 enquêtes uitgevoerd door het burgerwetenschappelijk initiatief Firefly Watch – nu Firefly Atlas genoemd. Uit de analyse bleek dat niet alleen de ongelooflijk wilde weerpatronen van de planeet schadelijk zijn voor vuurvliegjes, maar ook voor menselijke invallen. Ze ontdekten dat vuurvliegjes minder vaak voorkomen in gebieden met ‘s nachts aanzienlijke lichtvervuiling.
[Related: Why artificial light—and evolution—trap moths.]
Ze ontdekten echter dat de recente daling van de vuurvliegpopulaties niet uniform was tussen soorten of geografische regio’s. Sommige hebben zich aangepast aan drogere omgevingen of die met specifieke landbouwpatronen worden mogelijk niet zo beïnvloed door bepaalde veranderingen, terwijl andere kwetsbaarder zijn. Dit patroon laat zien hoe complex natuurlijke ecosystemen zijn en waarom natuurbeschermingsstrategieën geen one-size-fits-all oplossingen zijn.
Hoe vuurvliegjes te helpen
Hoewel ze niet als bedreigd worden beschouwd, neemt hun aantal af.
“Ik zou zeggen dat vuurvliegjes worden bedreigd door verlies van leefgebied, maar ze zullen niet uitsterven; sommige passen zich aan in verschillende regio’s”, zei entomoloog Eric Day. Virginia technisch nieuws.
Om te helpen raden entomologen aan om vuurvliegjes een extra leefgebied te geven, waaronder wilde of inheemse plantensoorten in je tuin of tuin. De Natural Plant Finder-website van entomoloog Doug Tallamy van de Universiteit van Delaware is een geweldige bron om erachter te komen welke planten in jouw regio voorkomen. Tuinders en huiseigenaren moeten ook waar mogelijk het gebruik van pesticiden vermijden. Ze kunnen niet alleen habitats aantasten, maar ook vuurvliegjes en hun prooien doden.
Het kan ook helpen om overtollig buitenlicht uit te schakelen, vooral in de zomer. Deze lichten verwarren niet alleen vuurvliegjes, maar ook motten en andere nachtelijke soorten.
“Daarom zien we elkaar elk jaar minder en minder. Hoe meer ontwikkeling er is, hoe minder ruimte er voor hen is om te gedijen”, aldus Day. “De aanwezigheid van vuurvliegjes duidt op een gevarieerde habitat en het doen van deze dingen is essentieel om ervoor te zorgen dat toekomstige generaties kunnen genieten van het natuurlijke wonder van de lucht die ze verlichten.”