As a scientist, and also as a human being, I've been trying to make myself susceptible to wonder. I think Jason Webley last night called it "conspiring to be part of the magic." So it's fortunate that my career as a biologist lets me dive deeply into the lives of some truly wondrous creatures that share our planet: fireflies.
כמדענית, וגם כבן אדם, אני מנסה להפוך את עצמי רגישה לפליאה. אני חושבת שג'ייסון וובלי קרא לכך אמש "זוממת להיות חלק מהקסם." אז זה מזל שהקריירה שלי כביולוגית מאפשרת לי לצלול עמוק לתוך חייהם של כמה יצורים מופלאים אשר חולקים עימנו את הכדור שלנו: גחליליות.
Now, for many of you, I know that fireflies might conjure up some really great memories: childhood, summertime, even other TED Talks. Maybe something like this.
עכשיו, אני יודעת שאצל רבים מכם גחליליות אולי מעוררות כמה זכרונות נהדרים: ילדות, עונת הקיץ, אפילו הרצאות אחרות של TED. אולי משהו בסגנון הזה.
My seduction into the world of fireflies began when I was back in graduate school. One evening, I was sitting out in my backyard in North Carolina, and suddenly, these silent sparks rose up all around me, and I began to wonder: How do these creatures make light, and what's with all this flashing? Are they talking to one another? And what happens after the lights go out? I've been lucky enough to answer some of these questions as I've explored this nocturnal world.
משיכתי לעולמם של הגחליליות החלה בזמן לימודיי לתואר שני. ערב אחד, ישבתי בחצר האחורית שלי בצפון קרוליינה, ולפתע, ניצוצות אילמים עלו להם מסביבי, והתחלתי לתהות: כיצד היצורים האלו מייצרים אור, ומה הקטע עם כל ההבהובים האלה? האם הם מדברים זה עם זה? ומה קורה לאחר שהאורות כבים? הייתי ברת מזל בכדי לענות על חלק מהשאלות האלו בזמן שחקרתי את העולם הלילי הזה.
Now if you've ever seen or even heard about fireflies, then you'll know how magically they can transform our everyday landscape into something ethereal and otherworldly, and this happens around the globe, like this hillside in the Smoky Mountains that I saw transformed into a living cascade of light by the eerie glows of these blue ghost fireflies, or a roadside river that I visited in Japan as it was giving birth to the slow, floating flashes of these Genji fireflies, or in Malaysia, the mangrove trees that I watched blossom nightly not with flowers but with the lights of a thousand — (Bleep! Bleep!) — fireflies, all blinking together in stunning synchrony. These luminous landscapes still fill me with wonder, and they keep me connected to the magic of the natural world.
כעת, אם אי פעם ראיתם או אפילו אם רק שמעתם על גחליליות, אז אתם יודעים באיזו דרך קסומה הם יכולים להפוך את הנוף היום יומי שלנו למשהו שמימי וחוצני, וזה מתרחש סביב הכדור, כמו פה על צלע הרי הסמוקי אשר ראיתי אותו הופך למופע חי ומרצד של אור בעזרת הזוהר המפחיד של גחליליות הרפאים הכחולות, הללו או בנהר ליד כביש שביקרתי ביפן שם הוא הוליד את אורם האיטי והמרחף של גחליליות ג'נג'י הללו, או במלזיה, עצי המנגרובים אשר צפיתי בהם פורחים כל לילה לא עם פרחים אלא עם אורם של אלפי -- (בליפ! בליפ!) -- גחליליות, כולן מהבהבות יחדיו בתיאום מדהים. הנופים המוארים הללו עדיין ממלאים אותי בפליאה, והם משאירים אותי מחוברת אל הקסם של העולם הטבעי.
And I find it amazing that they're created by these tiny insects. In person, fireflies are charming. They're charismatic. They've been celebrated in art and in poetry for centuries. As I've traveled around the world, I've met many thoughtful people who have told me that God put fireflies on Earth for humans to enjoy. Other creatures can enjoy them too. I think these graceful insects are truly miraculous because they so beautifully illuminate the creative improvisation of evolution. They've been shaped by two powerful evolutionary forces: natural selection, the struggle for survival, and sexual selection, the struggle for reproductive opportunity. As a firefly junkie, the past 20 years have been quite an exciting ride. Together with my students at Tufts University and other colleagues, we've made lots of new discoveries about fireflies: their courtship and sex lives, their treachery and murder. So today I'd like to share with you just a couple of tales that we've brought back from our collective adventures into this hidden world.
וזה מהמם אותי שהם נוצרים על ידי החרקים הקטנים האלה. פנים אל מול פנים, גחלילילות הן מקסימות. הן כריזמטיות. היללו אותן באמנות ובשירה במשך מאות שנים. כשטיילתי ברחבי העולם, פגשתי בהרבה אנשי מחשבה אשר אמרו לי כי אלוהים הציב את הגחליליות על כדור הארץ להנאתם של בני האדם. יצורים אחרים יכולים גם הם להנות מהן. אני חושבת כי חרקים מלאי הוד אלו הם באמת פלאיים משום שהם מאירים בצורה יפהפיה את האילתור היצירתי של האבולוציה. הם עוצבו על ידי שני כוחות התפתחותיים עוצמתיים: ברירה טבעית, המאבק להשרדות, וברירה מינית, המאבק על הזדמנות הרבייה. כמכורה לגחליליות, 20 השנים האחרונות היו מסע די מרגש. יחד עם הסטודנטים שלי באוניברסיטת טאפסט ועמיתים נוספים, גילינו הרבה תגליות חדשות אודות גחליליות: פולחן החיזור וחיי המין שלהן, הבגידות שלהן, והרצח. אז היום אני רוצה לחלוק עימכם רק כמה סיפורים שהבאנו עימנו מההרפתקאות המשותפות שלנו אל תוך העולם הנסתר הזה.
Fireflies belong to a very beautiful and diverse group of insects, the beetles. Worldwide, there are more than 2,000 firefly species, and these have evolved remarkably diverse courtship signals, that is, different ways to find and attract mates. Around 150 million years ago, the very first fireflies probably looked like this. They flew during the daytime and they didn't light up. Instead, males used their fantastic antennae to sniff out perfumes given off by their females. In other fireflies, it's only the females who light up. They are attractively plump and wingless, so every night, they climb up onto perches and they glow brightly for hours to attract their flying but unlit males. In still other fireflies, both sexes use quick, bright flashes to find their mates. Here in North America, we have more than 100 different kinds of firefly that have the remarkable ability to shine energy out from their bodies in the form of light. How do they do that? It seems totally magical, but these bioluminescent signals arise from carefully orchestrated chemical reactions that happen inside the firefly lantern. The main star is an enzyme called luciferase, which in the course of evolution has figured out a way to wrap its tiny arms around an even smaller molecule called luciferin, in the process getting it so excited that it actually gives off light. Incredible.
הגחליליות הן חלק מקבוצה יפהפיה ומגוונת של חרקים, החיפושיות. בכל רחבי העולם, ישנן למעלה מאלפיים זני גחליליות, והן פיתחו אותות חיזור מגוונים להפליא, משמע, דרכים שונות למצוא ולמשוך בני זוג. לפני כ-150 מיליון שנה, סביר שהגחליליות הראשונות נראו כך. הן התעופפו בשעות היום והן לא האירו. במקום זאת, הזכרים השתמשו במשושים המרהיבים שלהם לרחרח ניחוחות שהנקבות שחררו. בזנים אחרים של גחליליות, אלו הן רק הנקבות שמאירות. הן דשנות וחסרות כנפיים בצורה מושכת, בכל לילה, הן מטפסות על ענפים והן זוהרות בחוזקה למשך שעות בכדי למשוך את הזכרים המעופפים אשר אינם יכולים להאיר. בזנים נוספים אחרים של גחליליות, שני המינים עושים שימוש בהבהובים בוהקים ומהירים בכדי למצוא את בני זוגם. כאן בצפון אמריקה, יש לנו למעלה ממאה זנים שונים של גחליליות להן יש את היכולת היוצאת דופן להוציא אנרגיה אל מחוץ לגופם בצורת אור. איך הן עושות זאת? זה נראה קסום לחלוטין, אך אותות הביולומינסנציה האלה מתרחשים דרך תגובות כימיות הנוצרות כמעשה מחשבת בתוך העששית של הגחלילית. הכוכב הראשי בתהליך הוא אנזים בשם לוציפראז, אשר במהלך תהליך האבולוציה מצא דרך לכרוך את זרועותיו הקטנות סביב מלקולה קטנה אף יותר הנקראת לוציפרין, ועל הדרך האנזים גורם לה להיות כה נרגשת עד שהיא נותנת אור. בלתי ייאמן.
But how could these bright lights have benefited some proto-firefly? To answer this question, we need to flip back in the family album to some baby pictures. Fireflies completely reinvent their bodies as they grow. They spend the vast majority of their lifetime, up to two years, in this larval form. Their main goal here, like my teenagers, is to eat and grow. And firefly light first originated in these juveniles. Every single firefly larva can light up, even when their adults can't.
אך איך ייתכן שהאורות הבוהקים הללו גרמו לאיזה קדם-גחלילית להרוויח משהו? כדי לענות על השאלה הזו, אנו צריכים לדפדף חזרה באלבום המשפחתי בכדי לראות כמה תמונות של תינוקות. גחליליות ממציאות מחדש את גופן כשהן גדלות. הן מבלות את רוב חייהן, למעלה משנתיים, במצב זחלי. המטרה העיקרית שלהן, כמו בני הנוער שלי, היא לאכול ולגדול. ואורן של הגחליליות התחיל במקור אצל בני הנוער האלו. כל זחל של גחלילית יכול להאיר, אפילו אם הבוגרים לא יכולים.
But what's the point to being so conspicuous? Well, we know that these juveniles make nasty-tasting chemicals that help them survive their extended childhood, so we think these lights first evolved as a warning, a neon sign that says, "Toxic! Stay away!" to any would-be predators. It took many millions of years before these bright lights evolved into a smart communication tool that could be used not just to ward off potential predators but to bring in potential mates. Driven now by sexual selection, some adult fireflies like this proud male evolved a shiny new glow-in-the-dark lantern that would let them take courtship to a whole new level. These adults only live a few weeks, and now they're single-mindedly focused on sex, that is, on propelling their genes into the next firefly generation. So we can follow this male out into the field as he joins hundreds of other males who are all showing off their new courtship signals. It's amazing to think that the luminous displays we admire here and in fact everywhere around the world are actually the silent love songs of male fireflies. They're flying and flashing their hearts out. I still find it very romantic.
אך מה המטרה בלהיות כל כך בולט לעין? אנו יודעים כי בני הנוער האלו מייצרים כימיקלים בעלי טעם זוועתי אשר עוזרים להם לשרוד את תקופת ילדותם המורחבת, אז אנחנו חושבים שהאורות האלו התפתחו תחילה כסימן אזהרה, שלט ניאון האומר, "רעיל! שמרו מרחק!" לכל מי שיכול להוות טורף. עברו מיליוני שנים בטרם האורות הבוהקים האלה התפתחו לכלי תקשורת מתוחכם אשר שימש לא רק להזהיר טורפים פוטנציאליים אלא גם להזמין בני זוג פוטנציאליים. מונעות עתה דרך ברירה מינית, חלק מהגחליליות הבוגרות כמו הזכר הגאה הזה פיתחו עששית חדשה הזוהרת בחושך אשר עוזרת להם לקחת את החיזור לרמה חדשה לגמרי. הבוגרים הללו חיים רק מספר שבועות, וכעת הם מתמקדים אך ורק במין, הכוונה, להעביר את הגנים שלהם אל דור הגחליליות הבא. אז אנחנו יכולים לעקוב אחר הזכר הזה היוצא אל השדות בעודו מצטרף לעוד מאות זכרים אחרים אשר כולם משוויצים באותות החיזור החדשים שלהם. זה מדהים לחשוב שמצגות הזוהר שאנו מעריצים כאן ולמעשה בכל רחבי העולם הן למעשה שירי אהבה דוממים של זכרי הגחליליות. הם מתעופפים ומהבהבים את ליבם. אני עדיין מוצאת את זה רומנטי מאוד.
But meanwhile, where are all the females? Well, they're lounging down below surveying their options. They have plenty of males to choose from, and these females turn out to be very picky. When a female sees a flash from an especially attractive male, she'll aim her lantern in his direction, and give him a flash back. It's her "come hither" sign. So he flies closer and he flashes again. If she still likes him, they'll strike up a conversation. These creatures speak their love in the language of light.
אך בינתיים, היכן כל הנקבות? ובכן, הן רובצות להן למטה בוחנות את האופציות. יש להן מלאי נרחב של גברים לבחור ממנו, ומסתבר שהנקבות הללו מאוד בררניות. כאשר נקבה רואה הבהוב מזכר מושך באופן מיוחד, היא תכוון את העששית שלה לכיוונו, ותחזיר לו הבהוב. זהו אות ה"בוא הנה" שלה. אז הוא מתעופף קרוב יותר ומהבהב שוב. אם היא עדיין מחבבת אותו, הם יפצחו בשיחה. היצורים האלו מביעים את אהבתם בשפת האורות.
So what exactly do these females consider sexy? We decided to conduct some firefly opinion polls to find out. When we tested females using blinking LED lights, we discovered they prefer males who give longer-lasting flashes. (Laughter) (Applause) I know you're wondering, what gives these males their sex appeal? Now we get to see what happens when the lights go out.
אז מה נחשב סקסי עבור הנקבות הללו? החלטנו לעשות כמה סקרי דעת של גחלילות כדי לגלות. כשבחנו נקבות על ידי הבהובי אורות LED, גילינו כי הן מעדיפות זכרים המעניקים הבהובים המחזיקים זמן רב יותר. (צחוק) (מחיאות כפיים) אני יודעת שאתם תוהים, מה נותן לזכרים האלו את הסקס אפיל שלהם? עכשיו אנחנו נזכה לראות מה קורה כשהאורות כבים.
The first thing we discovered is that once a male and female hook up like this, they stay together all night long, and when we looked inside to see what might be happening, we discovered a surprising new twist to firefly sex. While they're mating, the male is busy giving the female not just his sperm but also a nutrient-filled package called a nuptial gift. We can zoom in to look more closely inside this mating pair. We can actually see the gift — it's shown here in red — as it's being passed from the male to the female. What makes this gift so valuable is that it's packed with protein that the female will use to provision her eggs. So females are keeping their eyes on this prize as they size up potential mates. We discovered that females use male flash signals to try to predict which males have the biggest gifts to offer, because this bling helps the female lay more eggs and ultimately launch more of her own offspring into the next generation.
הדבר הראשון שגילינו היה שברגע שהזכר והנקבה מתחברים ככה, הם נשארים יחדיו לכל הלילה, וכאשר התבוננו פנימה בכדי לראות מה מתרחש, גילינו תפנית מפתיעה למין של הגחליליות. בזמן שהם מזדווגים, הזכר מעביר לנקבה לא רק את זרעו אלא גם חבילה מלאה בחומר מזין הנקראת מתנת נישואים. אנחנו יכולים להתקרב כדי לראות מקרוב בתוך הזוג המזדווג. אנחנו ממש יכולים לראות את המתנה -- ניתן לראותה צבועה באדום -- בעודה מועברת מהזכר לנקבה. מה שהופך את המתנה לבעלת ערך היא העובדה שהיא מלאת חלבון בו תשתמש הנקבה בכדי לכלכל את הביצים שלה. אז הנקבות שמות את עיניהן על הפרס הזה בזמן שהן בודקות בני זוג פוטנציאליים. גילינו כי נקבות משתמשות באותות הבהוב זכריים בכדי לנסות לחזות לאיזה זכרים יש את המתנות הגדולות ביותר להציע, מכיוון שה'בלינג' הזה עוזר לנקבות להטיל עוד ביצים ובסופו של דבר לשחרר עוד מהצאצאים שלה אל הדור הבא.
So it's not all sweetness and light. Firefly romance is risky. For the most part, these adult fireflies don't get eaten because like their juveniles they can manufacture toxins that are repellent to birds and other insectivores, but somewhere along the line, one particular group of fireflies somehow lost the metabolic machinery needed to make their own protective toxins. This evolutionary flaw, which was discovered by my colleague Tom Eisner, has driven these fireflies to take their bright lights out into the night with treacherous intent. Dubbed "femme fatales" by Jim Lloyd, another colleague, these females have figured out how to target the males of other firefly species. So the hunt begins with the predator — she's shown here in the lower left — where she's sitting quietly and eavesdropping on the courtship conversation of her intended prey, and here's how it might go. First the prey male flashes, "Do you love me?" His own female responds, "Maybe." So then he flashes again. But this time, the predator sneaks in a reply that cleverly mimics exactly what the other female just said. She's not looking for love: she's looking for toxins. If she's good, she can lure this male close enough to reach out and grab him, and he's not just a light snack. Over the next hour, she slowly exsanguinates this male leaving behind just some gory remains. Unable to make their own toxins, these females resort to drinking the blood of other fireflies to get these protective chemicals. So a firefly vampire, brought to you by natural selection.
לא הכל מתוק ונעים. הרומנטיקה של הגחליליות היא מסוכנת. ברוב המקרים, הגחליליות הבוגרות הללו לא נאכלות בזכות, כמו בני הנוער שלהם, יכולתן לייצר רעלנים אשר הינם דוחים עבור ציפורים ושאר אוכלי חרקים, אך היכן שהוא במהלך הדרך, קבוצה אחת ספציפית של גחליליות איכשהו איבדה את היכולת המטבולית לה היא זקוקה בכדי לייצר את הרעלנים המגוננים שלה. הכשל ההתפתחותי הזה, אשר התגלה על ידי העמית שלי טום אייזנר, הוביל את הגחליליות הללו לקחת את האורות הבוהקים שלהם אל תוך הלילה עם כוונה בוגדנית. נקראו בשם "פאם פאטאל" על ידי ג'ים לוייד, עמית נוסף, הנקבות הללו גילו איך להתמקד בזכרים של מיני גחליליות אחרים. אז הצייד מתחיל עם הטורפת -- רואים אותה כאן, בצד שמאל למטה -- אשר יושבת לה שם בשקט ומצותתת לשיחת החיזור של הטרף הייעודי שלה, והנה איך שזה כנראה יתנהל. ראשית הזכר הטרף מהבהב, "את אוהבת אותי?" הנקבה שלו עונה, "אולי." אז הוא מהבהב בשנית. אך הפעם הטורפת מגניבה תגובה אשר מחקה בצורה מתוכחמת מה שהנקבה השנייה בדיוק אמרה. היא אינה מחפשת אחר אהבה: היא מחפשת אחר רעלנים. אם היא טובה, היא תפתה את הזכר הזה קרוב מספיק בכדי לתפוס אותו, והוא לא סתם ארוחה קלה. במהלך השעה הקרובה, היא שותה את דמו של הזכר הזה לאיטה מותירה מאחור רק כמה שיירים עקובים מדם. ללא יכולת לייצר את הרעלן בעצמן, הנקבות הללו פונות לשתיית דמם של הגחליליות האחרות בכדי להשיג את הכימיקלים המגוננים. אז גחלילית ערפד, אשר מגיעה אליכם דרך הברירה הטבעית.
We still have a lot to learn about fireflies, but it looks like many stories will remain untold, because around the world, firefly populations are blinking out. The main culprit: habitat loss. Pretty much everywhere, the fields and forests, the mangroves and meadows that fireflies need to survive, are giving way to development and to sprawl.
נותר לנו רבות ללמוד על הגחליליות, אך נראה כי סיפורים רבים יוותרו סתומים, מכיוון שברחבי העולם, אוכלוסיית הגחליליות נעלמת בהבהוב. האשם העיקרי: איבוד בית גידול. כמעט בכל מקום, השדות והיערות, המנגרובים וכרי הדשא שלהם הגחליליות זקוקות לשם הישרדות, מפנים מקום לפיתוח והתפשטות.
Here's another problem: we've conquered darkness, but in the process, we spill so much extra light out into the night that it disrupts the lives of other creatures, and fireflies are especially sensitive to light pollution because it obscures the signals that they use to find their mates.
הנה בעיה נוספת: כבשנו את החשכה אך בתהליך אנחנו מפזרים כמות עודפת של אור אל תוך החשיכה ברמה שהדבר מפריע לחייהם של יצורים אחרים, והגחליליות רגישות במיוחד לזיהום האור מכיוון שזה מעיב על האותות שהן שולחות כדי למצוא את בני הזוג שלהן.
Do we really need fireflies? After all, they're just one tiny bit of Earth's biodiversity. Yet every time a species is lost, it's like extinguishing a room full of candles one by one. You might not notice when the first few flames flicker out, but in the end, you're left sitting in darkness. As we work together to craft a planetary future, I hope we can find a way to keep these bright lights shining.
האם אנחנו באמת צריכים גחליליות? אחרי הכל, הן רק חלק קטנטן מהמגוון הביולוגי של כדור הארץ. אך בכל פעם שמין אובד, הדבר משול לכיבוי חדר מלא נרות אחד אחד. אולי לא תשימו לב כאשר הלהבות הראשונות יכבו, אך לקראת הסוף, אתם נותרים ישובים בחשכה. בזמן שאנו עובדים יחדיו לעצב את עתידו של כוכב הלכת, אני מקווה שנמצא דרך לשמור על האורות הבהירים הללו מנצנצים.
Thank you.
תודה רבה.
(Applause)
(מחיאות כפיים)