萤火虫美丽“发光”背后的基因

许多长期服役的水手都蹲赓忧甘被热带海域海面下炫目的绿光所吸引，加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的研究人员已经发现了产生绿光生物发光蠕虫的关键线索，以及它们发光背后的生物机制。斯克里普斯海洋生物学家Dimitri Deheyn和Michael Latz进行的研究表明：在海底交配仪式中，海洋萤火虫利用生物发光来吸引求婚者，蠕虫也可能利用光线作为防御措施。该研究发表在《无脊椎生物》上，提供了对萤火虫生物发光功能的深入了解，并使科学家们更接近于确定光的分子基础。斯克里普斯海洋生物研究部门的科学家Deheyn说：这是了解萤火虫生物发光生物学的又一步，也让我们更接近于分离产生光的蛋白质。

博科园-科学科普：如果我们能理解为什么光线可以保持这么长时间的稳定，它将为我们提供在生物医学、生物工程和其他领域使用这种蛋白质或反应的机会——就像其他蛋白质被使用的方式一样。由美国自然历史博物馆研究人员领导的一项新研究，研究了由一群发光的海洋百慕达萤火虫产生令人难以置信的发光季节性交配展示背后的基因。发表在《公共科学图书馆·综合》(PLOS ONE)上的这项新研究证实，萤火虫发光的酶在发光动物中是独一无二的，与萤火虫完全不同。这项研究还检测了与萤火虫在繁殖过程中发生的一些戏剧性、可逆转变化有关的基因。生活在加勒比地区的百慕达萤火虫(蜻蜓目)美丽生物发光最早是在1492年克里斯托弗·哥伦布和船员们在登陆美洲之前记录下来的。这些观察描述这些光“看起来就像一根小蜡烛的火焰交替上升和下降。

百慕大火虫Odontosyllis enopla，图片：James B. Wood

在夏季的繁殖过程中，雌性在释放配子到水中之前，会分泌一种发光的绿色粘液，这通常会引起人类海员的注意。明亮的光芒吸引雄性萤火虫，这也释放配子到明亮的绿色云。在南加州、加勒比地区和日本，这种精确定时的生物发光显示器就像钟表一样被跟踪，在每个季度月亮相位之前的一到两天达到峰值，日落后30到40分钟，持续大约20到30分钟。研究人员从圣地亚哥任务湾收集了数百个标本用于研究，不仅可以检测活的生物体，还可以在实验环境中首次产生萤火虫发光的粘液。这一成果为研究蠕虫生物发光系统背后的生物学提供了独特的视角和框架。无脊椎动物生物学论文中描述的一个中心发现是，萤火虫的生物发光似乎在吸引配偶之外起到了作用。研究发现，幼体会发出闪光的生物发光，这就决定了光线也可能是一种防御机制，目的是分散捕食者的注意力。

博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《PLOS ONE》｜研究/来自：加州大学圣地亚哥分校，美国自然历史博物馆，DOI: 10.1371/journal.pone.0200944

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