为什么生物会发光?

  参考消息网6月9日报道 据日本《产经新闻》6月4日报道,世界上有许多生物可以像萤火虫那样使身体的一部分发光。一般的理解是,它们通过发光使雌性、雄性知道彼此的位置,从而促进繁殖。但实际上,真实原因远比这复杂得多,也令人意想不到。

  日本发光生物主要研究者、中部大学教授大场裕一说:“发光生物为何发光?尽管还有许多未知因素,但是通过近年的研究,我们发现其中潜藏着令人意想不到的机制。不过,仍有一些生物的发光原因至今未被探明。”

  所谓发光生物,即可以通过某种形式使身体一部分发光的生物。世界上约有7000种发光生物,涵盖昆虫、鱼类、贝类、菌类和细菌等。

  多数情况下,发光生物之所以能发光,主要是因为荧光素在其体内的发光器官中在荧光素酶的催化下与氧发生反应,从而呈现黄色和绿色的光。不少生物可以在体内自我合成荧光素和荧光素酶,但也有些生物是依靠其体内与之共生的细菌发光。

  萤火虫作为最为人所熟知的发光生物,人们早就了解到,其发光的目的主要是向异性求爱。如果雌性和雄性知道彼此所在的位置,可以顺利进行交配,就能产生更多后代,有利于物种的繁衍。

  与此类似的还有荧光小菇,它通过在暗处发光吸引小虫子靠近,将孢子粘在小虫子身上带到远处,从而扩大生活区域。

  反之,也有一些生物通过发光来警告其他生物“切勿靠近”。

  据说一些具有毒性或者可以分泌有毒物质的生物,如萤火虫幼虫、千足虫、蜈蚣等,通过发光使自身变得更加醒目,从而防止捕食者靠近。

  而海萤将发光用作一种“忍者防身术”,一旦它发现有想要将自己捕食的小鱼靠近,就会喷出发光体液,这些体液像烟雾一样遮住对方视线,给海萤创造逃生机会。

  容易被鱼类捕食的萤鱿和无角磷虾则开发出另一种“隐身术”。它们在海中漂浮时往往会发光,因为如果不这样,下面的鱼类就会立刻发现它们在上层遮住了阳光和月光,从而锁定其位置。而通过自身发光就可以与阳光和月光融为一体,避免暴露。可能许多人不知道,颜色像樱花一样美丽,而且口感诱人的樱花虾也是用相同的技巧躲避捕食者。

  拥有灵活腕部的某些蛇尾纲生物是螃蟹喜爱的美味,它们可以通过发光吸引捕食螃蟹的章鱼等肉食性鱼类前来,从而对自己形成保护。这就是所谓的“敌人的敌人是朋友”吧。

  已故的美国波士顿大学名誉教授下村修曾在一种水母体内发现绿色荧光蛋白质(GFP),并因此获得诺贝尔化学奖。实际上,这种水母能发光并非依靠GFP,而是依靠腔肠素,但由于自身无法合成,所以只能通过吃掉其他含有腔肠素的水母在自己体内积累发光物质。

  但是还有一些未解之谜:有一种生活在东南亚的蜗牛,其口部位于与地面或树枝接触的身体下侧,口部周围可以发光。“但我们完全不知道这种生物为何会发光。”大场裕一对此颇感费解。

  目前已知的生物发光原因,并非单纯基于推测,而是通过细致认真的实地调查和实验,在客观分析过该生物与其他生物关系的基础之上得出的结果。

  大场裕一指出,我们尚未发现的发光生物应该还有很多,在鸟类、两栖类、爬行类动物中可能也存在。他表示,今后的研究方向不会仅聚焦于了解生物发光的原因,还会尝试从遗传学角度探明生物是如何在进化过程中获得发光能力的。