萤火虫萤光闪烁奥秘 科学家解析

2015年04月23日 21:34     评论»

来源: 中央社

生物发光不稀奇,萤火虫能发出「闪烁」的萤光,学问就大了。台湾、瑞士科学家合作,利用X光三维成像技术,成功解析了萤光闪烁的机制,关键在於间歇性的氧气供给。

很早就了解萤火虫产生萤光的原理,萤光蛋白、酵素也已被大量应用於人类生活之中。然而萤火虫最大的奥秘,在於能让萤光「闪烁」,达到群体联系的目的,其中机制界有许多不同的假说。

其中一个假说,认为一氧化氮与粒线体的作用,控制了萤光的「开」和「关」。萤火虫发光时,氧气会透过复杂的气管系统,传送到发光细胞中,氧气消耗殆尽後,就不发光,如此反覆形成「闪烁」的萤光。

中央研究院物理所研究员胡宇光、清华大学生命科学系教授李家维,与瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)等研究团队合作,利用「同步辐射X光显微镜」观察萤火虫的发光器,将气管系统数值化处理,精确算出氧气到达发光细胞的流量,进而验证上述假说。

研究团队指出,萤火虫不发光时,粒线体会消耗所有气管系统提供的氧气,完全阻隔氧气进入发光系统。要发光时,则靠粒线体的「钝化」,使发光系统得到足够氧气,进而发出萤光。

研究团队透过测量,精确计算出萤光发光的能量消耗,证实间歇性的氧气供给,就是控制萤光「闪烁」的机制。胡宇光说,这次研究是以「物理角度」研究生物,传统生物观察,无法对活体昆虫做超过光学解析度的影像分析,而同步辐射X光技术却做到了。研究成果发表於国际知名物理期刊「物理评论快报」(PhysicalReview Letters)。

关键字: 奥秘

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