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會發(fā)光的青蛙
2017-10-23 閱讀(251)
熒光是一種光致冷發(fā)光現(xiàn)象。當物質(zhì)經(jīng)某種較短波長的光照射后，吸收光能并隨即發(fā)出比入射光波更長的光，這個光即稱之為熒光。這種現(xiàn)象常被發(fā)現(xiàn)存在于鸚鵡、海龜、以及許多魚類身上，科學家推測這些動物利用熒光可以實現(xiàn)自我保護或進行交流通訊等。然而，這次被發(fā)現(xiàn)的卻是一種青蛙。
熒光青蛙
咱們的主角名叫波爾卡圓點樹蛙(也被稱偉南美洲圓點樹蛙)，隸屬于雨蛙科，是一種廣泛分布于亞馬孫盆地的蛙類。其體長約3cm，擁有兩棲動物中不常見的透明皮膚，在普通日光照射下，皮膚呈淺綠色并帶有白、黃或紅色斑點。一般活躍于清晨、黃昏和夜間，由一位名叫Julian Faivovich的博士發(fā)現(xiàn)。
“在一些工作中，我們需要使用紫外線照射它們身上的組織，然后發(fā)現(xiàn)它們居然全身都在發(fā)熒光。”Julian說。通過測量，Julian團隊發(fā)現(xiàn)圓點樹蛙的身體對光的zui大吸收波長在 390到430nm之間，發(fā)出的熒光峰值在 450到470nm之間，其次是 505到515nm之間，這些光波照射后爾卡圓點樹蛙整體呈現(xiàn)出青色，且雄性和雌性個體的顏色無明顯差異。
博士和同事沿著樹蛙身上發(fā)出的熒光，一路追蹤熒光發(fā)射的源頭。他們分別測量了樹蛙身上不同部位的熒光譜線，并與活體樹蛙的熒光譜線相匹配，zui終發(fā)現(xiàn)熒光的來源是樹蛙淋巴和皮膚腺中的某種稱作hyloins的化合物。通過提純淋巴和皮膚間質(zhì)組織、表皮和皮膚腺體中的熒光分子，并采用生化及光譜分析，發(fā)現(xiàn)其中稱作Hyloins-L1、HyloinsL2 和 Hyloins-G1 的分子是產(chǎn)生熒光的根源。另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)樹蛙發(fā)出的熒光亮度與周圍環(huán)境的光照密切相關(guān)，在滿月的夜晚，樹蛙發(fā)出的熒光亮度可以增強 18.5±2.6%，在黃昏時段甚至可以增強29.6±3.2%。
許多海洋生物都會發(fā)出熒光，包括珊瑚、一些魚類、鯊魚和一種海龜(玳瑁龜)。而在陸地上，人們之前只知道鸚鵡和一些蝎子會發(fā)出熒光?？茖W家目前還不清楚動物為什么有這種能力，盡管有相關(guān)的解釋包括通訊、偽裝和吸引伴侶。研究人員zui初以為他們或許能夠在這種樹蛙中找到紅色的熒光，因為它們體內(nèi)含有一種名為膽綠素的色素。通常情況下，膽綠素使兩棲動物的組織和骨骼呈現(xiàn)出綠色。Carlos Taboada指出，在一些昆蟲中，膽綠素與蛋白質(zhì)結(jié)合后會發(fā)出淡紅色的熒光。但在圓點樹蛙體內(nèi)，膽綠素變成了一種紅色的色素。
在正常光線照射下，南美洲圓點樹蛙會像調(diào)色板一樣顯現(xiàn)出柔和的綠色、黃色和紅色。然而一旦調(diào)暗光線并打開紫外線光照后，這種小型兩棲動物便會發(fā)出明亮的藍色和綠色光澤。這種吸收短波長光線并在較長波長上再次發(fā)射的能力被稱為熒光性，其在陸生動物中非常罕見。迄今為止，在兩棲動物中更是*。
發(fā)光的波爾卡圓點樹蛙
發(fā)光或用于交流
樹蛙的這種“特性”使它們可以吸收自己不敏感的波長的光，并發(fā)出自己非常敏感的波長的光。這意味著樹蛙或許可以看到自己或其它樹蛙所發(fā)出的熒光。到目前為止，人們還不清楚樹蛙這個特性有什么用，“或許能在它們的相互交流中起到某種作用？”美國佛羅里達大學的David Blackburn說，“我們設(shè)想了很多多模信號，噪聲和視覺信號都有。每次一想到這些熒光可能會在交流中起到某種作用都會讓人非常興奮。”
兩位專家Faivovich和Blackburn都認為這種熒光現(xiàn)象可能比人們想象的更為普遍。“據(jù)我所知之前應(yīng)該沒有多少人研究過蛙類中的熒光現(xiàn)象，” Blackburn說，“也許我們應(yīng)該把人類捕獲的每一種蛙類都拿來看看有沒有熒光。”
目前人類所知的蛙約有5 0 0 0種，波爾卡圓點樹蛙可能不是*一種可以發(fā)出熒光的蛙類。“一般很少存在一種特性為某一種蛙類所專有，” Blackburn說，“所以這更可能是較為普遍的特性。但是這樣就會帶來新的問題――產(chǎn)生熒光的生態(tài)環(huán)境是什么呢？它只普遍存在于樹蛙中嗎？這種現(xiàn)象在其它生態(tài)環(huán)境中出現(xiàn)過嗎？”
