반딧불은 어떻게 빛은 내나요?

Question

반딧불 엉덩이에서 스스로 빛을 발산하여 여름밤에 반딧불이 많은 장소에 가면 정말 장관인데요. 반딧불은 어떤 원리로 몸에서 불빛을 낼 수 있는 건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

반딧불이는 몸에서 루시페린이라는 물질을 내뿜는데 이 루시페린이 공기중 산소와 만나 화학반응을 하며 빛을 냅니다. 그리고 반딧불이는 공기가 맑은 지역에 서식하고 있어서 도심에서 보기가 힘든게 아쉬운 점입니다. 논이 많은 곳이나 숲이 우거진곳, 산이 많은곳에 가야 볼 수 있게되었습니다. 반딧불의 밝기는 3 [㏓](럭스) 정도라고 합니다. 일반적으로 집의 밝기는 300~400 [㏓] 정도입니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

반딧불이는 빛을 만드는 기관의 세포에서 루시페린이라는 물질을 만들어 냅니다.

이 물질은 공기 중의 산소와 만나 화학반응을 일으키면서 빛이 발생시킵니다.

감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 이국성 과학전문가입니다.

반딧불이의 불빛은 짝을 짓기 위한 신호로 200여 종의 반딧불이가 각기 다른 빛을 발하고 있다고 설명했습니다

특정한 세포가 산화질소를 생성하면 이 산화질소는 산소를 사용해 세포 에너지를 생성하는 세포내의 미세 기관인 미토콘드리아의 활동을 중단시킨다고 합니다. 이렇게 미토콘드리아 활동이 중단되면 많은 양의 산소를 공급할 수 있게 되는데 이 산소가 빛을 발하는 연료로 쓰이게 됩니다. 산화질소 분출이 멎으면 미토콘드리아의 활동이 재개되며 산소를 다시 소모하게 됨에 따라 불빛은 꺼지게 되며 이러한 모든 공정이 한순 간에 이루어지게 됩니다.

Answer 4

루시페린이라는 물질은 공기에 있는 산소와 만나 화학 반응(산화 반응)을 일으키며 빛이 발생하는 물질입니다.

이 물질이 반딧불이의 기관 내의 세포가 만들어내고 있습니다.

즉 반딧불이는 이러한 발광세포를 가지고 있어서 빛을 낼 수 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.

반딧불이의 발광원리

제1단계: 반딧불이의 짝짓기 철은 초여름의 2주간이다. 암컷들은 밤이 되면 숲과 잔디밭에 앉아, 수컷들이 날아오기를 기다린다.

제2단계: 수컷이 비행할 때 산소가 뱃속 기관을 통해 엉덩이에 들어간다(A). 외골격 표면을 통해 발광포(발광세포)로 산소가 전달되는 것이다.

제3단계: 발광포 내에서 발광소 효소가 빛을 만들어내는 발광소 분자와 합쳐진다(B). 그리고 산소 및 에너지 저장 ATP에 의해 촉매 반응이 일어난다. 그 결과물은 산소발광소이다. 원자의 에너지가 초과되어 빛으로 방출되는 화합물인 것이다. 이 빛은 반딧불이의 아랫배의 투명한 부분을 통해 밖으로 나온다.

제4단계: 수컷 반딧불이의 엉덩이는 이 과정을 5.5초 간격으로 반복한다. 암컷은 눈에 든 수컷의 엉덩이가 빛날 때마다 2초의 시간차이를 두고 발광한다. 암컷도 화학적 원리는 수컷과 똑같다. 발광신호를 통한 눈 맞춤과 윙크인 것이다.

제5단계: 수컷은 암컷의 빛을 따라 날아가 짝짓기를 한다. 며칠 후면 암컷은 땅 위에 수정란을 낳는다. 부화에는 2~4주가 걸린다. 이 모든 것이 마법 같은 발광 작용 덕택이다.