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.
Ako vedkyňa a zároveň ako človek som sa snažila stať náchylnou na zázraky. Myslím, že Jason Webley to včera nazval: „snaha byť súčasťou kúzla.“ Takže je to šťastie, že moja kariéra biologičky mi umožňuje ponoriť sa hlboko do života skutočne podivuhodných bytostí, s ktorými sa delíme o našu planétu – svetlušiek.
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.
Viem, že pre väčšinu z vás svetlušky môžu vyvolať naozaj skvelé spomienky: detstvo, leto a dokonca aj iné prednášky TED. Možno niečo ako toto.
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.
Mňa začal svet svetlušiek lákať, keď som bola ešte na vysokej škole. Jeden večer som sedela vonku na dvore v Severnej Karolíne, keď sa zrazu tieto tiché iskry vynorili všade okolo mňa a ja som začala premýšľať: Ako tieto stvorenia robia svetlo a prečo všetky tie záblesky? Rozprávajú sa spolu? A čo sa stane, keď svetlá vyhasnú? Mala som to šťastie, že som našla odpovede na niektoré z týchto otázok, kým som skúmala tento nočný svet.
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.
Ak ste niekedy videli, či aj počuli o svetluškách, potom budete vedieť, ako magicky dokážu premeniť nášu každodennú krajinu na niečo nadpozemské a tajuplné. A deje sa to po celom svete, ako na svahu v Smoky Mountains, ktorý som videla premeniť sa na živú kaskádu svetla vďaka tajomným žiaram týchto modrých prízračných svetlušiek. Alebo na prícestnej rieke, ktorú som navštívila v Japonsku, kde sa zrodili pomalé plávajúce záblesky svetlušiek Genji. Alebo v Malajzii, kde mangrovníkové stromy každú noc rozkvitajú nie kvetmi ale svetlom tisícok (Bíp! Bíp!) svetlušiek. Všetky spoločne blikali v ohromujúcej synchrónii. Tieto svetielkujúce krajiny ma stále napĺňajú údivom a udržujú ma v spojení s kúzlom sveta prírody.
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.
A považujem za úžasné, že ich vytvára tento drobný hmyz. Naživo sú svetlušky očarujúce. Sú charizmatické. Už po storočia sú oslavované v umení a v poézii. Ako som cestovala po svete, stretla som mnoho ľudí, ktorí verili, že Boh stvoril svetlušky na Zemi pre potešenie ľudí. Aj pre potešenie iných stvorení. Myslím, že tento impozantný hmyz je skutočne zázračný, pretože tak krásne objasňuje kreatívnu improvizáciu evolúcie. Bol stvorený dvomi silnými evolučnými vplyvmi: prirodzený výber – boj o prežitie – a pohlavný výber – boj o šancu množiť sa. Posledných 20 rokov bolo pre mňa, ako svetluškového maniaka, celkom vzrušujúcou jazdou. Spolu s mojimi študentami na univerzite Tufts a s ostatnými kolegami sme urobili mnoho objavov o svetluškách: O ich dvorení a sexuálnom živote, ich zradách a vraždách. Takže dnes by som sa s vami rada podelila o niekoľko príbehov, ktoré sme si priniesli z našich spoločných dobrodružstiev v tomto tajomnom svete.
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.
Svetlušky patria do veľmi krásnej a rozmanitej skupiny hmyzu – chrobáky. Celosvetovo existuje viac ako 2000 druhov svetlušiek, ktoré vyvinuli pozoruhodne rozmanité signály dvorenia, teda rôzne spôsoby, ako si nájsť a prilákať partnera. Pred približne 150-timi miliónmi rokov prvé svetlušky vyzerali asi takto. Lietali počas dňa a nesvietili. Namiesto toho samčekovia používali svoje fantastické antény, aby vyňuchali vôňu vylučovanú samičkami. U iných druhov svetlušiek svietia iba samičky. Sú atraktívne bucľaté a bezkrídle, takže každú noc vyliezajú na bidielka a jasno žiaria niekoľko hodín, aby prilákali svojich lietajúcich ale nesvietiacich samčekov. U ďalších druhov svetlušiek obe pohlavia používajú rýchle, jasné záblesky, aby si našli svojho partnera. Tu v Severnej Amerike máme viac ako 100 rozličných druhov svetlušiek, ktoré majú pozoruhodnú schopnosť vyžarovať zo svojho tela energiu vo forme svetla. Ako to robia? Vyzerá to úplne magicky, ale bioluminiscentné signály vznikajú zo starostlivo zorganizovaných chemických reakcií, ktoré prebiehajú vo vnútri svetluškinho lampáša. Hlavnou hviezdou je enzým nazývaný luciferáza, ktorý v procese evolúcie prišiel na to, ako ovinúť svoje drobné rúčky okolo ešte drobnejšej molekuly nazývanej luciferín, pričom ju dostáva do tak vzbudeného stavu, že vydáva svetlo. Neuveriteľné.
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.
Ale ako mohli tieto jasné svetlá zvýhodniť nejaké prvotné svetlušky? Aby sme mohli zodpovedať túto otázku, musíme sa vrátiť späť do rodinného albumu, k fotkám mláďat. Svetlušky počas rastu kompletne prestavujú svoje telo. Strávia veľkú väčšinu svojho života (až dva roky) v larválnom štádiu. Ich hlavným cieľom, ako mojich tínedžerov, je jesť a rásť. A svetlo svetlušiek sa po prvýkrát zrodilo v týchto mláďatách. Každá jedna larva svetlušky vie zasvietiť, aj keď to ich dospelá forma nedokáže.
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.
Ale aký to má zmysel, byť taký nápadný? No, vieme, že tieto mláďatá vytvárajú odporné chemické zlúčeniny, ktoré im pomáhajú prežiť ich predĺžené detstvo, takže si myslíme, že tieto svetlá vznikli prvýkrát ako varovanie, neónový signál, ktorý hovorí: „Pozor, som toxický! Drž sa ďalej!“ každému možnému predátorovi. Trvalo to mnoho miliónov rokov, než sa tieto svetlá vyvinuli na šikovný komunikačný nástroj, ktorý mohol byť použitý nielen na zahnanie potenciálnych predátorov, ale aj na privolanie potenciálnych partnerov. Teraz, poháňané pohlavným výberom, si niektoré dospelé svetlušky, ako tento hrdý samec, vyvinuli lesklý nový lampáš žiariaci v tme, ktorý im umožnil dvoriť na úplne novej úrovni. Títo dospelí jedinci žijú iba pár týždňov, počas ktorých sú sústredene zameraní na sex, teda na poháňanie svojich génov do ďalšej svetluškovej generácie. Takže môžeme sledovať tohoto samčeka v teréne, ako sa pridáva k stovkám iných samčekov, ktorí všetci predvádzajú ich nové signály dvorenia. Je úžasné pomyslieť si, že tieto svetielkujúce vystúpenia, ktoré obdivujeme tu a v podstate všade okolo sveta, sú vlastne tiché ľúbostné piesne samčekov svetlušiek. Lietajú a idú si vyblýskať srdce. Stále mi to pripadá veľmi romantické.
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.
Ale kde sú medzitým všetky samičky? No, posedávajú dolu a skúmajú svoje možnosti. Majú množstvo samčekov na výber a vyzerajú byť veľmi vyberavé. Keď samička vidí záblesk svetla od mimoriadne atraktívneho samčeka, namieri svoj lampáš na jeho smer a zablysne mu naspäť. Je to jej signál „poď bližšie“. Takže on k nej letí bližšie a blysne znovu. Ak sa jej stále páči, nadviažu konverzáciu. Tieto stvorenia si vyznávajú lásku v jazyku svetla.
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.
Takže čo presne považujú samičky za sexy? Rozhodli sme sa urobiť prieskum názorov svetlušiek, aby sme to zistili. Keď sme otestovali samičky použitím blikajúcej LED žiarovky, zistili sme, že uprednostňujú samčekov, ktorí majú dlhšie trvajúce záblesky. (smiech) (potlesk) Viem, pýtate sa, čo dáva týmto samčekom ich sexepíl? Teraz uvidíme, čo sa stane, keď zhasne svetlo.
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.
Prvá vec, ktorú sme zistili, je, že samček a samička sa takto pária a ostanú spolu celú noc a keď sme sa pozreli dovnútra, aby sme videli, čo sa asi dialo, objavili sme prekvapujúci nový obrat týkajúci sa sexu svetlušiek. Kým sa pária, samček zaneprázdnene odovzdáva samičke nielen svoje spermie, ale aj živinami naplnený „balík“ nazývaný svadobný dar. Môžeme priblížiť a pozrieť sa bližšie dovnútra tejto páriacej sa dvojice. Môžeme dokonca vidieť ten dar (je tu zobrazený načerveno), ako je presúvaný od samčeka samičke. Tento dar robí takým vzácnym to, že je naplnený proteínmi, ktoré samička použije na zásobenie svojich vajíčok. Takže samičky sledujú túto hodnotu, kým si premeriavajú partnerov. Objavili sme, že samičky používajú samčie záblesky na predvídanie toho, ktorý samček ponúka najväčší dar, pretože tento „šperk“ pomáha samičke naklásť viac vajíčok a koniec koncov vyslať do nasledujúcej generácie viac potomkov.
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.
Takže nie je to všetko len roztomilosť a svetlo. Ľúbostný vzťah svetlušiek je riskantný. Z väčšej časti tieto dospelé jedince nezjedia iné tvory, pretože si, tak ako ich mláďatá, vedia vyrobiť toxíny, ktoré sú odpudivé pre vtáky a iné hmyzožravce. Ale niekde pozdĺž evolučnej línie jedna konkrétna skupina svetlušiek stratila metabolické zariadenie potrebné na tvorbu vlastných ochranných toxínov. Táto evolučná chyba, ktorú objavil môj kolega Tom Eisner, viedla tieto svetlušky k tomu, aby vzali svoje jasné svetlá von do noci s úmyslom zrady. Môj kolega Jim Lloyd ich nazval „femme fatales“. Tieto samičky prišli na to, ako sa zamerať na samčekov iných druhov. Takže lov začína predátorom – je tu zobrazená dole vľavo, kde ticho sedí a načúva konverzácii dvorenia svojej budúcej koristi. Môže to prebiehať takto. Najprv, korisť – samček zablysne: „Miluješ ma?“ Jeho vlastná samička odpovedá: „Možno.“ Takže potom zablysne znovu. Ale tentokrát sa sem vkradne predátor – samička a odpovedá tak šikovne, že napodobní presne to, čo práve povedala tá druhá samička. Ona nehľadá lásku, hľadá toxíny. Ak je dobrá, dokáže prilákať samčeka dosť blízko na to, aby ho schmatla. A on nie je len niečo malé na zjedenie. Počas nasledujúcej hodiny zo samčeka pomaly vyciciava krv zanechajúc po sebe iba krvavé zvyšky. Tieto samičky nie sú schopné vytvoriť si vlastné toxíny, preto sa uchyľujú k možnosti piť krv iných svetlušiek, aby získali tieto ochranné chemické zlúčeniny. Takže svetluškový upír, ktorý vznikol prirodzeným výberom.
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.
Stále sa máme ešte veľa čo učiť o svetluškách, ale vyzerá to tak, že mnoho príbehov zostane nerozpovedaných, pretože vo svete populácie svetlušiek vyhasínajú. Hlavný vinník: strata prirodzeného prostredia. Skoro všade polia a lesy, mangrovníkové stromy a lúky, ktoré svetlušky potrebujú na život, dávajú priestor rozvoju a zastavaným plochám.
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.
Tu je ďalší problém: podrobili sme si tmu ale v tomto procese sme rozliali všade toľko veľa svetla navyše, že to ruší životy iných bytostí. Najmä svetlušky sú veľmi citlivé na znečistenie svetlom, pretože im zahmlieva signály, ktoré používajú na hľadanie partnerov.
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.
Naozaj potrebujeme svetlušky? Koniec koncov, sú iba jedným malým kúskom druhovej rozmanitosti na Zemi. No vždy, keď vyhynie druh, je to ako keď zhasnete izbu plnú sviečok – jednu po druhej. Možno si nevšimnete, ako vyhasínajú prvé plamienky, ale nakoniec ostanete sedieť v tme. Ako tak spoločne pracujeme na tvorbe budúcnosti našej planéty, dúfam, že nájdeme spôsob, ako udržať žiaru týchto jasných svetiel.
Thank you.
Ďakujem.
(Applause)
(potlesk)