长曝光下的P.carolinus萤火虫，带状闪光清晰可见。照片拍摄于美国大烟山国家公园。© Peleg Lab at CU Boulder

小时候，我们总希望黄昏快点到来。暮色之下，我们聚精会神，捕捉随时可能出现的黄色闪光，也就是我们口中的萤火虫。萤火虫在前面飞，我们就在后面追，试图记住最后亮光出现的地方，这是夏天独有的仪式感。

世界上有2000多种萤火虫。在许多地方，人们在自家后院便可享受萤火虫生物发光带来的自然奇观。

但或许你已经意识到，周围的萤火虫数量在不断减少，甚至再也不见它们的踪影。这是因为愈发严重的光污染及其他原因威胁着萤火虫的生存，导致它们正在慢慢消失。

现在有一个项目，可以帮助研究人员更好地了解萤火虫的交流方式。

同步性

项目负责人Orit Peleg并不是昆虫学家，一开始学的是计算机科学和物理学。但对她来说，研究萤火虫也并不是完全转变了研究方向。

Peleg是美国科罗拉多大学博德分校生物前沿研究所的助理教授，她说：“我对动物行为一直很感兴趣，我会使用物理学和计算机科学的方法，来更好地理解动物行为。在萤火虫研究中，就是要探究它们在密集群体中的交流模式。”

追踪单个萤火虫的抽象图。© Peleg Lab at CU Boulder

萤火虫腹部有一个叫做“灯笼”的发光器官，能通过生化反应发光，萤火虫利用发光来相互交流。每种萤火虫都有自己的反应模式。发光模式的交流用途多样，经常是用于雄性和雌性在交配季节的交流。

Peleg说：“我们正在将已知的计算机语言，应用在萤火虫交流的研究上。”

这些闪光单独看是非常简单的，但在密集群体中，破译闪光模式则变得更加复杂。有的萤火虫会同步闪光。

在这些群体中，个体的闪光模式甚至在自己的种类中都是独一无二的。要追踪这些单独的个体，可是一个不小的挑战。一片萤火虫的闪光，看起来非常和谐，可以说是世界上伟大的自然奇观之一。

这种聚集现象令人叹为观止，但也给研究人员带来了艰难的挑战，追踪一只萤火虫几乎是不可能完成的任务。

Peleg表示：“在密集群体中追踪单个萤火虫，很容易跟丢。所以，我们开发了简单易用的萤火虫行为记录方法，就像现成的GoPro相机一样。”

Peleg利用成对GoPro相机，构建立体声环境。捕捉到的图像可供研究人员分析。Peleg也因其在萤火虫交流方面的研究获得了科特雷尔（Cottrell）学者奖。领奖时，她表示，现场和虚拟现实技术不断发展，让科学家们如虎添翼，更进一步探究信号设计策略及其广播和处理等深层问题。

技术问题已经取得突破。但问题是，美国各地都有萤火虫同步闪烁现象，且每年闪光时间段相对较短，Peleg不可能同时出现在所有地方收集数据，因而数据集建立成了另一个挑战。

Peleg表示，因为萤火虫分布广泛，数据收集难度大，我们认为可以动员大众，释放群众的潜力，所以我们正在招募记录志愿者，为我们的研究工作助力。

Peleg说：“大多数萤火虫种类都缺乏足够的数据，我们甚至对本区域的萤火虫物种都知之甚少。”

了解萤火虫的交流方式有多种科学应用，可以帮助我们更好地了解萤火虫本身，而且这些夏季欢乐记忆的重要标志也需要我们的帮助。

单台摄像机的视角下（A），自然栖息地（山脊）的萤火虫闪光，以及三维重建后的视图（B）。三维视图中，群体向上的曲率表明，萤火虫紧随陡峭的地形活动。该图是2021年Science Advances论文中图1的一部分。© Peleg Lab at CU Boulder

危机四伏

西思学会（Xerces Society）和世界自然保护联盟（IUCN）发表的报告显示，萤火虫面临最大的威胁之一是灯光。在美国，真正黑暗的天空变得非常罕见，阻碍了萤火虫的交流，由于其种群绝大多数均为夜行，光污染会导致他们的闪光无法吸引伴侣或是威慑捕食者。

Peleg解释称：“萤火虫闪光和背景之间的对比使萤火虫更难解读信号，降低了繁殖成功率。”

栖息地破坏和农药是另外的威胁。萤火虫会在地下度过幼虫的大部分时间，在这个阶段，幼虫会非常脆弱，而土地开发和农药过量使用会悄无声息地消灭整个群体。

另外，气候变化也会导致栖息地破坏，带来诸多变化。Peleg表示，适宜萤火虫生存的温度和湿度范围非常狭窄，所以全球变暖可能会产生许多负面影响。

长曝光下的P.carolinus萤火虫，带状闪光清晰可见。© Peleg Lab at CU Boulder

许多人认为自己很熟悉萤火虫，但是未知的东西还有很多。Peleg指出，就算是自己周围的萤火虫，信息也可能非常匮乏。