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自然生長的小夜燈,陸地上的水母,生物自發光的秘密!

作者:天高地闊吾欲往觀之

在夜晚的森林中尋找發光真 菌是一種非常奇妙的體驗,四周一片漆黑,而當你低下頭時,卻驚訝地發現地面上點綴着點點熒光,就像繁星滿布的夜空。每一顆閃閃發光的小星星就是一棵蘑菇,如此迷人。

—— 舊金山州立大學丹尼斯·德斯賈爾丁教 授

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“這發光的蘑菇真漂亮啊!”春節期間去集發夢想王國看花燈的時候,印象最深刻的除了煙花秀和無人機表演之外就是那随處不在的花燈,各種動物惟妙惟肖,漂亮極了,特别是那一大叢蘑菇,彩色的蘑菇發着光簡直就是一種視覺享受。

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此前一直不知道原來蘑菇真的會發光,直到看到一位部落客發的:“昨天我在武吉知馬保護區的一根倒木上找到了這些叢傘絲牛肝菌 (Filoboletus manipularis)。它們會在夜裡發出肉眼可見的綠色熒光。我算是很幸運的,因為這些小蘑菇一般在雨季冒出來,隻能維持兩到三天,然後就會迅速枯萎消失。我剛好碰到了一大從非常新鮮的。”

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還真的有發光的蘑菇,據說發光蘑菇可算是蘑菇中的稀有品種,全世界數十萬種真 菌僅有80種左右能發光(即需要氧氣和能 量的生物化學過程中産生的綠光)。目前,世界上已知發光的蘑菇主要來自蜜環菌屬Armillaria (Fr.) Staude、膠孔菌屬Favolaschia (Pat.) Pat、小菇屬Mycena (Pers.)Roussel、類臍菇屬Omphalotus Fayod、側耳屬Plewrotus (Fr.) P. Kumm.等多個屬。

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發光蘑菇分布在世界各個大 陸,最廣為人知的是熒光小菇Mycena chlorophos,又名熒光蕈、夜光茸。傳說古代希臘人用熒光蕈當小夜燈,日本的小笠原還有熒光蕈的專項旅遊“green-pepe夜晚之旅”。台 灣也生長這種神秘的熒光小菇,并為它起了個可愛的名字“螞蟻路燈”。還有夜晚時螢光小菇的樣子很像水母,故又有人稱它為綠色陸地水母。也許是好花不常開,好菇不常留。熒光小菇的壽命很短,通常隻有3天,而且它不是全天都發光(發光畢竟消耗能 量),而是周期性地發光。

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至于為什麼要發光,有研究發現,這些真 菌可以利用發光的方式吸引特定昆蟲幫其傳播孢子。而且發光真 菌根據種類不同,發光的部位也有差異,大部分真 菌的發光部位是菌蓋,有的發光部位在菌柄,還有的發光部位在菌絲體上。

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至于為什麼會發光,顯然科學家早就已經有所行動了,早在19世紀初,科學家們就進行了這方面的研究,直到2009年發現所有發光的真 菌都有一個共同的生化機制。之後研究者 AlexeyKotlobay 說:“我們已經在真 菌中發現了建立生物發光基 因子產品所需的成分,将這些基 因轉移到其他基 因組,我們幾乎可以使任何生物發光,這在以前對研究者來說是不可實作的目标。”而這位研究人員說的根本物質就是一種可以發光的酶,而螢火蟲和一些水下生物發光也都是因為這一種酶。

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反正真 菌的發光機制總算是弄清楚了,可為什麼所有的發光真 菌都共用同一套發光機

制,有學者給出了解答:“發光機理的研究表明,不同種類的發光細 菌的發光機理是相同的,是由特異性的熒光酶(LE)、還原性的黃素(FMNH2)、八碳以上長鍊脂肪醛(RCHO)、氧分子(02)所參與的複雜反應,概括的說就是,細 菌生物發光反應是由分子氧作用,胞内熒光酶催化,将還原态的黃素單核苷酸(FMNH2)及長鍊脂肪醛氧化為FMN 及長鍊脂肪酸氧化,同時釋放出最 大發光強度在波長為450-490nm處的藍綠光。”

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據說有公司培育了螢火蟲矮牽牛花、星空玫瑰、熒光竹、月亮樹、星菊菌、水晶蘭、還有蝴蝶蘭…某些切花公司還有吸色熒光切花月季等。

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螢火蟲矮牽牛花是由26名科學家組成的團隊,通過從蘑菇中獲得的DNA來創造持續發光的植物。螢火蟲矮牽牛花的生長,不需要特殊的土壤或營養劑,在其植物體内利用咖啡酸分子來促 進發光反應,而陸生植物也恰好會産生咖啡酸。

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最早的植物發光,是在1986年實作的。科學家們在煙草體内穩定地表達了螢火蟲的“熒光素酶”,給這樣的煙草施加“熒光素酶”的底物“熒光素”,煙草就可以通過類似于螢火蟲發光的方式去發光。這是人們首 次實作的植物生物發光。随着科技的進步,研究的深入,發光植物也在慢慢的走進我們的生活,也許發光植物将來還有可能為我們提供可再 生光源,減少對電能的依賴。或許在不久的将來,路燈花和燈籠樹就能發出溫暖柔和的光,照亮我們回家的路。

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