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自然生长的小夜灯,陆地上的水母,生物自发光的秘密!

作者:天高地阔吾欲往观之

在夜晚的森林中寻找发光真 菌是一种非常奇妙的体验,四周一片漆黑,而当你低下头时,却惊讶地发现地面上点缀着点点荧光,就像繁星满布的夜空。每一颗闪闪发光的小星星就是一棵蘑菇,如此迷人。

—— 旧金山州立大学丹尼斯·德斯贾尔丁教 授

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“这发光的蘑菇真漂亮啊!”春节期间去集发梦想王国看花灯的时候,印象最深刻的除了烟花秀和无人机表演之外就是那随处不在的花灯,各种动物惟妙惟肖,漂亮极了,特别是那一大丛蘑菇,彩色的蘑菇发着光简直就是一种视觉享受。

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此前一直不知道原来蘑菇真的会发光,直到看到一位博主发的:“昨天我在武吉知马保护区的一根倒木上找到了这些丛伞丝牛肝菌 (Filoboletus manipularis)。它们会在夜里发出肉眼可见的绿色荧光。我算是很幸运的,因为这些小蘑菇一般在雨季冒出来,只能维持两到三天,然后就会迅速枯萎消失。我刚好碰到了一大从非常新鲜的。”

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还真的有发光的蘑菇,据说发光蘑菇可算是蘑菇中的稀有品种,全世界数十万种真 菌仅有80种左右能发光(即需要氧气和能 量的生物化学过程中产生的绿光)。目前,世界上已知发光的蘑菇主要来自蜜环菌属Armillaria (Fr.) Staude、胶孔菌属Favolaschia (Pat.) Pat、小菇属Mycena (Pers.)Roussel、类脐菇属Omphalotus Fayod、侧耳属Plewrotus (Fr.) P. Kumm.等多个属。

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发光蘑菇分布在世界各个大 陆,最广为人知的是荧光小菇Mycena chlorophos,又名荧光蕈、夜光茸。传说古代希腊人用荧光蕈当小夜灯,日本的小笠原还有荧光蕈的专项旅游“green-pepe夜晚之旅”。台 湾也生长这种神秘的荧光小菇,并为它起了个可爱的名字“蚂蚁路灯”。还有夜晚时萤光小菇的样子很像水母,故又有人称它为绿色陆地水母。也许是好花不常开,好菇不常留。荧光小菇的寿命很短,通常只有3天,而且它不是全天都发光(发光毕竟消耗能 量),而是周期性地发光。

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至于为什么要发光,有研究发现,这些真 菌可以利用发光的方式吸引特定昆虫帮其传播孢子。而且发光真 菌根据种类不同,发光的部位也有差异,大部分真 菌的发光部位是菌盖,有的发光部位在菌柄,还有的发光部位在菌丝体上。

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至于为什么会发光,显然科学家早就已经有所行动了,早在19世纪初,科学家们就进行了这方面的研究,直到2009年发现所有发光的真 菌都有一个共同的生化机制。之后研究者 AlexeyKotlobay 说:“我们已经在真 菌中发现了创建生物发光基 因模块所需的成分,将这些基 因转移到其他基 因组,我们几乎可以使任何生物发光,这在以前对研究者来说是不可实现的目标。”而这位研究人员说的根本物质就是一种可以发光的酶,而萤火虫和一些水下生物发光也都是因为这一种酶。

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反正真 菌的发光机制总算是弄清楚了,可为什么所有的发光真 菌都共用同一套发光机

制,有学者给出了解答:“发光机理的研究表明,不同种类的发光细 菌的发光机理是相同的,是由特异性的荧光酶(LE)、还原性的黄素(FMNH2)、八碳以上长链脂肪醛(RCHO)、氧分子(02)所参与的复杂反应,概括的说就是,细 菌生物发光反应是由分子氧作用,胞内荧光酶催化,将还原态的黄素单核苷酸(FMNH2)及长链脂肪醛氧化为FMN 及长链脂肪酸氧化,同时释放出最 大发光强度在波长为450-490nm处的蓝绿光。”

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据说有公司培育了萤火虫矮牵牛花、星空玫瑰、荧光竹、月亮树、星菊菌、水晶兰、还有蝴蝶兰…某些切花公司还有吸色荧光切花月季等。

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萤火虫矮牵牛花是由26名科学家组成的团队,通过从蘑菇中获得的DNA来创造持续发光的植物。萤火虫矮牵牛花的生长,不需要特殊的土壤或营养剂,在其植物体内利用咖啡酸分子来促 进发光反应,而陆生植物也恰好会产生咖啡酸。

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最早的植物发光,是在1986年实现的。科学家们在烟草体内稳定地表达了萤火虫的“荧光素酶”,给这样的烟草施加“荧光素酶”的底物“荧光素”,烟草就可以通过类似于萤火虫发光的方式去发光。这是人们首 次实现的植物生物发光。随着科技的进步,研究的深入,发光植物也在慢慢的走进我们的生活,也许发光植物将来还有可能为我们提供可再 生光源,减少对电能的依赖。或许在不久的将来,路灯花和灯笼树就能发出温暖柔和的光,照亮我们回家的路。

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