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.
Як учений та просто як людина, я завжди намагалася бути сприйнятливою до дива. Думаю, Джексон Веблі вчора називав це "таємною згодою бути частинкою магії". Втішно, що моя професія біолога дозволяє мені зануритися у життя справді дивовижних істот, які живуть з нами на планеті, - світлячків.
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.
Що ж, знаю, для багатьох із вас світлячки можуть викликати справді хороші спогади: дитинство, літо, навіть іншу промову на TED. Можливо, щось подібне на це.
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.
Моя пристрасть до світу світлячків почалася, коли я повернулася до університету. Одного вечора я сиділа надворі в Північній Кароліні, і раптом ці безшумні іскри оточили мене. Мені стало цікаво, як цим істотам вдається світитися, як працює все це мерехтіння. Можливо, вони розмовляють між собою? Що стається, коли гасне світло? Мені пощастило дати відповідь на деякі з цих запитань тому, що я досліджувала цей нічний світ.
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.
Якщо ви колись бачили чи чули про світлячків, тоді вам відомо, як чудово вони можуть перетворити наші звичні пейзажі на щось легке та неземне. Це відбувається у всіх куточках планети, таких, як ці схили на горах Смоукі Маунтінз, коли я бачила їх перетворення у живий водоспад світла від надприродного блиску цих світло-блакитних світлячків; або ж біля придорожньої річки, яку я відвідала в Японії, коли вона дарувала мінливі спалахи цим світлячкам Ґендзі; або в Малайзії, поблизу мангрового дерева, коли я спостерігала за нічним цвітінням не квіток, а тисячі спалахів — дз-дз! — світлячків, які мерехтіли разом приголомшливо синхронно. Ці освітлені пейзажі досі дивують мене, вони зберігають мій зв'язок із магією світу природи.
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.
Мене вражає, що вони створені цими крихітними комахами. Самі світлячки - чарівні. Вони харизматичні. Їх прославляли у мистецтві та поезії багато століть. Мандруючи світом, я зустріла багато розумних людей, які думають, що Бог створив на Землі світлячків на втіху людям. Іншим істотам вони теж можуть подобатися. Я думаю, що ці витончені комахи насправді чудесні, тому що вони красиво освітлюють творчу імпровізацію еволюції. Вони були сформовані двома потужними стимулами еволюції: природнім добором - самозбереженням, статевим добором - боротьбою за репродуктивну можливість. Як для фаната світлячків, останні 20 років для мене стали захопливою мандрівкою. Разом зі студентами університету Тафтса та іншими колегами ми зробили багато нових відкриттів про світлячків: їх залицяння та статеве життя, їх зради та вбивства. Отже, сьогодні я хочу поділитися з вами декількома історіями з наших спільних пригод у цьому прихованому світі.
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.
Світляки належать до вкрай гарного та різноманітного класу комах - жуків. У світі існує більше 2000 видів світляків, вони значно покращили різноманіття знаків залицяння, тобто різних шляхів знайти та привабити партнера. Близько 150 мільйонів років тому найперші світляки виглядали, напевно, так. Вони літали вдень та не світилися. Натомість, самці послуговувалися своїми фантастичними антенами, щоб почути запах виділений самицями. Серед інших світляків світяться лише самиці. Вони привабливо пухкенькі і не мають крил, тому кожну ніч вилазять на гору й годинами яскраво миготять, щоб звабити своїх літаючих, але тьмяних самців. Втім, серед інших світлячків обидві статі користуються швидкими, яскравими спалахами, щоб знайти своїх партнерів. Тут, в Північній Америці, проживає більше 100 видів світляків, які мають надзвичайну можливість випромінювати енергію зі своїх тілець у формі світла. Як їм це вдається? Це здається якимись чарами, але ці сигнали біолюмінесценції виникають від ретельно спланованих хімічних реакцій, які відбуваються всередині ліхтаря світляка. Найвідомішим є фермент, під назвою люцифераза, який протягом еволюції віднайшов спосіб обхопити своїми крихітними руками ще меншу молекулу, люцеферин, яку в процесі збуджує настільки, що вона починає світитися. Неймовірно.
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.
Втім, як це яскраве світло допомогло першим світлячкам? Щоб відповісти, ми повинні перегорнути сімейний альбом до дитячих світлин. Тіла світляків перетворюються повністю, коли вони ростуть. Вони проводять більшу частину свого життя, близько двох років, у вигляді личинки. Їх головна ціль у цей момент, як і в моїх підлітків, - їсти та рости. І вперше світло з'являється у таких "юнаків". Кожна личинка світляка може світити, навіть якщо дорослі не можуть.
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.
В чому сенс бути настільки помітним? Що ж, нам відомо, що ці юнаки виробляють неприємні хімічні речовини, які допомагають вижити їм протягом довгої личинкової стадії. Ми думаємо, що вперше це світло з'явилося як попереджувальне. Неоновий знак, який застерігає кожного хижака: "Отрута! Не наближайся!". Знадобилося багато мільйонів років, щоб це яскраве світло стало швидким знаряддям комунікації, яке можна використовувати не лише проти потенційних хижаків, але й для потенційних партнерів. У час статевого добору деякі дорослі світляки, як цей поважний самець, отримали новий блискучий ліхтар, що світиться в темряві, та дозволяє підійняти залицяння на щабель вище. Ці дорослі світляки живуть лише декілька тижнів, тому вони повністю сфокусовані на сексі, тобто проштовхуванні своїх генів у наступне покоління світляків. Отже, ми можемо йти слідом за цим самцем до поля, оскільки він приєднується до сотні інших самців, які хизуються своїми новими сигналами залицяння. Дивовижно думати, що світіння, яке нам подобається, тут, та й деінде на землі, є насправді німою піснею кохання самців світляка. Вони віддають польоту та світінню свої серця. Я досі думаю, що це вкрай романтично.
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.
Де ж тим часом самиці? Що ж, байдикуючи внизу, вони вивчають можливі пропозиції. В них є багато кандидатів, з яких можна вибрати, а цим самицям дуже важко вгодити. Коли самиця помічає спалах від особливо привабливого самця, вона спрямовує свій ліхтар у його напрямок та відповідає своїм мерехтінням. Це її знак "підійди ближче". Далі він підлітає ближче і знову спалахує. Якщо він не перестає їй подобатися, вони починають перемовлятися. Ці істоти розмовляють про кохання мовою світла.
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.
Що саме для цих самиць є сексуальним? Ми вирішили провести опитування серед світляків, щоб дізнатися. Дослідивши самиць, які користувалися мерехтливим світлодіодним освітленням, ми дізналися, що вони надають перевагу самцям, чиї спалахи тривають довше. (Сміх) (Оплески) Знаю, вам цікаво, що робить цих самців сексуально привабливими. Тепер подивимося, що відбувається, коли гаснуть вогні.
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.
Першим стало відомо те, що, поєднавшись таким чином, самиця і самець залишаються разом усю ніч. Коли ми заглянули всередину, щоб побачити, що може там відбуватися, ми виявили неочікуваний поворот у коханні світлячків. Коли вони спаровуються, самець зайнятий не лише віддаванням своєї сперми, але також ряду поживних речовин, який називають шлюбним подарунком. Ми можемо зблизити, щоб подивитися ближче на пару, яка парується. Ми насправді можемо побачити подарунок, він виділений тут червоним, адже він передається від самця до самиці. Цей подарунок робить цінним наповнення протеїном, який самиця використовуватиме як їжу для своїх яєць. Тому самиці не зводять очей із призу, визначаючи потенційного самця. Ми дізналися, що самиці послуговуються світловими сигналами самців, щоб передбачити, який самець може запропонувати найбільший подарунок, бо ця прикраса допомагає самиці відкласти більше яєць, і, зрештою, відкласти більше своїх нащадків у наступне покоління.
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.
Тому, це не лише милість і світло. Роман світлячків ризикований. Більшою мірою цих дорослих світляків не з'їдають тому, що, так само як і підлітки, вони можуть виробляти отруту, яка відлякує птахів та інших комахоїдних, але якимось чином певний вид світлячків втратив свій механізм обміну речовин, який необхідний для виготовлення власної отрути. Ця похибка еволюції, яку помітив Том Айснер, змусила цих світляків використовувати їх яскраве світло вночі у зрадницьких цілях. Названі "фатальними жінками" Джимом Ллойдом, іншим колегою, ці самиці зрозуміли, як виманювати самців інших видів світлячків. Тому полювання починається зі зрадницею, можна побачити внизу зліва. Вона сидить тихо і підслуховує залицяння обраної нею жертви, ось як все може повернутися. Спочатку самець-жертва спалахує: "Ти мене кохаєш?" Його власна партнерка відповідає: "Можливо". Потім він знову спалахує. Цього разу зрадниця підкрадається з відповіддю дуже схожою на ту, яку щойно сказала інша самиця. Вона не шукає кохання. Її мета - отрута. Якщо вона вправна, то може спокусити самця настільки, що вдасться наблизитися до нього і зловити. Він не легка закуска. Протягом наступної години вона повільно знекровлює цього самця, залишаючи лише закривавлені частки. Не в змозі робити власну отруту, ці самиці випивають кров інших світляків, щоб отримати ці захисні речовини. Отже, світлячок-вампір представлений вам через природний відбір.
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.
Досі потрібно вивчити багато про світляків, але здається, що багато історій залишаться нерозказаними, тому що у світі популяція світляків перестає миготіти. Найважливіша причина - втрата природного середовища. Майже все навколо: поля та ліса, мангрони та луги, де світлякам потрібно виживати, зазнають впливу цивілізації та занепадають.
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.
Існує й інша проблема - ми побороли темряву, але в процесі цього ми запустили забагато додаткового світла у ніч. Це заважає життю інших істот. Світлячки особливо чутливі до світлового забруднення тому, що воно робить їх сигнали, якими вони шукають самиць, тьмяними.
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.
Чи справді нам потрібні світляки? Все ж вони лише крихітна частинка земного біорізноманіття. Втім, кожного разу втрата одного з виду схожа до поступового затемнення кімнати зі свічками. Ви можете не помітити, коли перше полум'я зникне, але зрештою ви залишитеся в темряві. Так як ми спільно працюємо над покращенням земного майбутнього, я надіюся, що ми віднайдемо шлях зберегти це яскраве мерехтіння світла.
Thank you.
Дякую.
(Applause)
(Оплески)