夜光水母夜光猪 为何还有夜光虾？

夜光水母夜光猪为何还有夜光虾？发光寿司（图片来源：Facebook截图）2020年7月，泰国媒体报导了有关夜光寿司的新闻：一位泰国小伙儿买到了这盒寿司，在走出超市的过程中，随着光线逐渐变暗，寿司上虾身上的蓝光时隐时现，直至在完全暗光下发出明亮的蓝光。他将这一奇特现象记录下来，拍成视频上传到社交网络后，引发了大范围的讨论。这只已经被做成食物的虾为何会发出幽冷的蓝光呢？这种发出荧光的食物还能食用吗？要解决这些问题，我们需要从自然界中的荧光现象开始谈起。能让猪发光的荧光蛋白荧光蛋白是非常常见的能导致生物体发光的因素，在受到特定波长光激发后，会发出相应颜色的光。最早被发现的荧光蛋白，是于1962年在维多利亚多管发光水母（Aequoreavictoria）中发现的野生型绿色荧光蛋白（Greenfluorescentprotein，简称GFP）。维多利亚多管发光水母（图片来源：wikipedia）该种水母发光原理比较复杂，首先水母体内的水母素（Aequorin）与腔肠素（Coelenterazine）共价结合产生具备发光能力的稳定中间体，形成的共价键为过氧化键。在钙离子的影响下，共价键断裂，发生氧化反应的同时释放蓝光。这些蓝光可以激活水母体内的荧光蛋白。之后GFP的发光基团在蓝光的照射下被激活，并以能量的形式发出绿色荧光，这让维多利亚多管水母看起来显得偏绿。简言之，其自然发光过程需要先产生蓝光来激发GFP，GFP受到激发并发出绿光。绿色荧光蛋白发光原理（图片来源：参考文献1作者汉化）基于以上现象，现代生物学利用DNA重组技术将荧光蛋白基因克隆到合适的细胞进行表达，然后借助荧光显微镜即可对被标记的蛋白质进行细胞内活体观察。荧光显微镜会人工模拟上述发蓝光的过程，这样在使用荧光显微镜的时候，便会看到绿色荧光了。随着对GFP基因的改造，增强型GFP及更多颜色的荧光蛋白被制造出来，人们能够更加简单清晰明了地追踪细胞活动，因此荧光蛋白也被誉为“照亮了生物学研究的未来”。我国科学家在十多年前已经培育出“夜光猪”，这种克隆猪在特定波长的激发光下可分别发出红、黄、绿、青4种荧光。中国科学院广州生物医药与健康研究院培育的转基因克隆猪（图片来源：cas.cn）那么，新闻中泰国小伙手中的寿司虾之所以发出幽幽的光，是因为体内也有荧光蛋白吗？很可惜并不是这样的。荧光蛋白多发现于刺胞动物中，目前也并没有在常见食用虾中发现荧光蛋白的报导，因此我们基本可以排除荧光蛋白的可能性。“荧光素-荧光素酶“发光系统下的浮游生物进入夏季，我国多地海岸均出现“蓝眼泪”现象，波动的海面上泛起点点蓝光，就像是大海流下的蓝色眼泪。这样的景象是由爆发的夜光藻发光形成的。而夜光藻发光的原因正是基于“荧光素-荧光素酶”发光酶促反应。2022-03-13晚间作者于山东日照海岸拍摄的蓝眼泪“蓝眼泪”的颜色，是不是就和我们一开始看到的夜光寿司的颜色比较相似了！至于为什么它们都呈现蓝色，大概是由于光在水中的传播与大气中有很大的不同，蓝光和绿光在海水中具有最强的穿透性，因此大多数海洋发光生物都发蓝光或者绿光。这也造成了一个有趣的现象，在无光的深海，除了黑色之外，红色同样具有优秀的隐身效果，这也可以解释为什么很多深海生物有着红色的外表。光在水中的传播（图片来源：wikipedia）在发光浮游生物中，荧光素在荧光素酶的催化下发生氧化反应，生成激发态荧光素并发光。发光甲藻、水母、栉水母、海萤和火萤等多种海洋生物都因此发光。陆生的萤火虫也是基于此种原理发光。值得注意的是，不同物种使用的荧光素和荧光素酶并不相同，其反应过程也存在差异。不同物种素酶反应的过程A萤火虫B白线蚓C海萤D发光淡水帽贝E发光细菌F磷虾（图片来源：参考文献3）不同于荧光蛋白的被动发光，荧光素酶反应属于生物的真发光。也正因为如此，这种发光系统有时需要外部扰动或者神经控制来激发。而且具有一定的昼夜周期性或者季节周期性。不过能发光的浮游生物主要附着在虾的头胸甲、附肢和外壳上，在去壳后依然能使肌肉发光的可能性并不高。新闻中的寿司虾已经被剥去了外壳，所以可能也不是这种酶促反应使它发光的。发光磷虾有没有一种可能，这只寿司上的小虾，本身就属于会发光的虾类呢？磷虾科（Euphausiidae）的生物都能发光，磷虾发光具有季节周期性，通常在秋季发光，在受到惊吓时也会发光。左：磷虾右：发光的磷虾（图片来源：wikipedia）磷虾具有被称作发光器的器官，外观为金黄色略带红色的球形，内有晶体、发光体、反射器和神经。磷虾同样采用“荧光素——荧光素酶”发光系统发光，与发光甲藻不同的是，磷虾自身并不能产生荧光素，它们只能通过摄食发光甲藻的方式从外界获取荧光素来完成酶促反应。磷虾结构示意图及发光器解剖结构（图片来源：wikipedia参考文献2作者汉化）磷虾的发光器主要分布于眼柄下方以及步足和腹足的下方，发光部位与夜光寿司呈现的景像并不一致。而且很可惜，磷虾的生理特征并不适合做成寿司，因此发光寿司为磷虾的可能性也不大。海洋发光细菌现在还有一种可能，寿司虾是不是被会发光的细菌入侵了？能进行生物发光的细菌称为发光细菌，它们绝大多数是海生细菌，海洋发光细菌可以共生在鱿鱼和硬骨鱼类的身上，目前已经发现5属20多种。部分发光细菌及寄主（图片来源：wikipedia）在发光细菌中，发光操纵子（Luxoperon）控制着发光相关基因的表达，野生的发光基因系统包括结构基因LuxC、D、A、B、E。其中LuxA和B分别编码了细菌荧光素酶的α亚基和β亚基。LuxC、D和E分别编码依赖NADPH的脂肪酸还原酶、酰基转移酶和ATP合成酶。所有的发光细菌都具有相似的发光反应机制，在氧气和荧光酶的作用下，将还原型的黄素单核苷酸（FMNH2）及长链脂肪醛氧化为氧化型的黄素单核苷酸（FMN）及长链脂肪酸，并发射出波长490纳米的蓝绿光。细菌荧光素酶反应的最佳温度为18℃，超过25℃即迅速失活。发光细菌的基因表达及生化原理（图片来源：参考文献4）根据上述信息推断，泰国小伙儿买到的寿司发光大概率是因为被发光细菌污染，当地检疫部门也在后续的检测中检查出发光细菌。从海洋到人们的口中，被污染小虾的发光细菌是如何坚强地存活下来的呢？应该是在捕捞后未彻底清洗留下了菌种，同时寿司采用生肉加米饭的制作工艺和低温储存环境都有利于发光细菌的生存，经过一段时间的繁衍，最终使得这个寿司在暗夜里发出幽冷的蓝光。无独有偶，曾经也有新闻报导了国外多地出现生猪肉发蓝光的案例，经过当地检疫部门的检测，确认为发光细菌荧光假单胞菌（Pseudomonasfluorescens）所致。发光中的细菌（图片来源：wikipedia）结语最后，我们仅从海洋生物自然发光的角度，分析了发光寿司存在的原因。针对生活中其他的食材发光现象，并不能排除另外的可能性，如食材处理时混入磷等发光物等。另外需要提醒大家，如果在生活中遇到了发光食品，可以交付给相关部门进行检测，请不要食用。编辑：郭雅欣参考文献[1]Bhuckory,S.,Kays,J.C.,&Dennis,A.M.(2019).Invivobiosensingusingresonanceenergytransfer.Biosensors,9(2),76.[2]郑重,李少菁.海洋浮游生物发光研究的回顾与展望—海洋浮游生物学新动向之十三[J].自然杂志,1987,6:31-36.[3]Yan,Y.,Wang,S.,Xie,F.,Fang,X.,Zhang,Y.M.,&Zhang,S.X.A.(2019).Firefly...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366445.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366445.htm

奇妙的自然：会发光的生物能给自己带来什么好处？

奇妙的自然：会发光的生物能给自己带来什么好处？许多深海生物能够通过化学反应发光，为原本完全黑暗的深海带来光明。在整个海洋栖息地，从海洋表面到深海海底，都有生物发光的生物。资料来源：图片来源：《海洋中的岛屿2002》，NOAA/OER生物发光的基本原理生物发光是对生物体发出的光的称呼。这种光来自于两组分子之间的反应--荧光素和荧光素酶。虽然这些分子的确切形式因动物而异，但它们的工作方式基本相同，都是通过荧光素酶催化氧化荧光素来实现的。自然界中生物发光的用途生物发光的目的并非只有一个，根据不同的生物体，其好处也可能大不相同。然而，生物发光有三个广泛的领域：防御、攻击和交流。浮游生物发光生物发光的甲藻是一种浮游生物，可以利用生物发光来防御捕食者。当它们发现捕食者时就会发光，可能会通过吸引捕食者的注意而使捕食者本身更加脆弱。防御生物有许多方法可以利用生物发光作为一种防御机制。最简单的方法之一是通过突然爆发的光来震慑或吓跑捕食者，这这是许多虾类的典型行为。发光甲藻是一种浮游生物，可能利用生物发光来抵御捕食者。它们在探测到捕食者时就会发光，可能通过吸引捕食者的注意力使捕食者本身更加脆弱。许多鱿鱼表现出生物发光，既在其身体上，也通过其墨水中的生物发光化学物质。这两方面的目的是为了吓唬和迷惑捕食者。因此，当捕食者攻击时，鱿鱼可以喷出一团发光的墨水，以分散捕食者的注意力，同时游向安全地带。另一种防御形式是所谓的反照明伪装。同样，这在鱿鱼中很常见，使动物融入背景中。许多海洋捕食者从下方攻击，所以通过与上面的海洋颜色相匹配，鱿鱼可以逃避敌害的发现和追捕并游向安全地带。生物发光也可以作为一种警告信号，以防止捕食者的攻击，这就是所谓的无声主义。萤火虫和千足虫都使用这种防御形式来迷惑捕食者，使其认为它们是危险的攻击对象或有毒的食物。𩽾𩾌鱼利用生物发光来帮助吸引猎物攻击掠食者有两种方式可以利用生物发光作为一种攻击方式：模仿和照明。最著名的生物发光模仿类型是来自𩽾𩾌鱼。鱼头前悬挂的小灯，或称esca，引诱小动物靠近，以便进行攻击。另一个来自海洋的不太常见的例子是雪茄达摩鲨，它利用反照来模仿一群小鱼，欺骗下面的鱼，让它们以为有猎物。然后，当它们进入攻击距离时，它就会发动攻击。照明另一个不太常见的用途是照明（对于这些发光动物而言，照明反倒是次要的）。虽然大多数生物发光通常是蓝色的，但一些深海鱼已经进化到可以发出红光。深海中的大多数鱼看不到红光，因为水在如此之深的地方将其过滤掉了。然而，一些龙鱼利用红色生物发光作为聚光灯，只有它们能看到。通过这种方式，它可以在不知不觉中偷袭其潜在的猎物。萤火虫利用生物发光来吸引配偶交流萤火虫利用生物发光吸引配偶。根据不同的物种，有两种方式可以实现。在一些物种中，雌性发出光，吸引雄性，而在其他物种中，雄性发出光信号，与雌性交流。另一种使用生物发光的交流形式是在群体中产生的，发光体不是单一的生物体，而是浮游生物的群落，称为类群，它们联合起来形成一个上层建筑。每个类群都有一个发光结构，光线可以刺激，使每个群落对其他类群和外部光源产生的光线作出反应。生物发光是自然界的一个奇迹，许多壮观的动物利用这种技术来保护自己的安全，吸引猎物，或相互交流。令人难以置信的是，我们有可能只触及了自然界中存在的东西的表面。因此，可能还会有更多迷人的发现。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331901.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331901.htm

大妈买海鱼红烧后半夜发绿光：专家称无害但不要吃

大妈买海鱼红烧后半夜发绿光：专家称无害但不要吃水产科普博主罗腾达(@闪光鱵)看后认为，发光和鱼的种类没有关系，“高温下发光菌不能存活，应该是做好之后没有注意保存，感染了发光细菌”。曝料网友也承认，鱼做好后没吃完，也没有及时放冰箱，可能是通过某种途径感染了发光细菌。据悉，发光细菌发光细菌是一类在正常的生理条件下能够发射可见荧光的细菌，这种可见荧光波长在450-490nm之间，在黑暗处肉眼可见，绝大多数是海生细菌，目前已经发现5属20多种，可以共生在鱿鱼、硬骨鱼类的身上。此外，在空气中，死鱼及水产加工食品的表面于暗处也会发光，这是海生菌第二次生长繁殖的结果。值得一提的是，此前国内多地都曾出现过猪肉晚上发出蓝光，感染源包括荧光假单胞菌、革兰氏阴性磷光发光杆菌，一般无害，但最好不要再吃。专家也提醒，食物发光也可能是食材时混入了磷等发光物等，但无论哪种情况，都应该立刻交给相关部门检测，不要食用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396391.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396391.htm

基因改造的蠕虫在遭遇室内空气污染的情况下会发光

基因改造的蠕虫在遭遇室内空气污染的情况下会发光这些线虫的特别之处在于，当它们闻到或尝到有毒的生物或合成化合物时，它们的反应是在24小时内产生绿色荧光蛋白（GFP）。这些化合物的水平越高，蠕虫产生的蛋白质就越多，因此它们发出的荧光也越多--荧光的强度可以通过显微镜或光谱仪进行客观的测量。这些相同类型的环境敏感线虫以前曾被用来监测室外环境中的重金属污染浓度。据报道，这项最新研究标志着它们首次被用于测试室内空气中的污染物。研究发现，这些蠕虫在暴露于有害物质时能可靠地发出荧光，这些物质包括从潮湿损坏的建筑物中收集的黑霉，清洁产品中使用的刺激性化学品，以及由退化的塑料地毯中的化学品产生的挥发性有机化合物。除了产生更多的GFP之外，当空气中存在这种物质时，这些蠕虫也变得不那么活跃--其中一些甚至回死亡。首席科学家PäiviKoskinen说："线虫不能告诉我们空气中存在什么样的有毒化合物，但是它们可以对与室内空气相关的健康风险以及进行更彻底的技术调查的必要性提供一个公正的意见。"有关这项研究的论文--芬兰阿尔托大学和赫尔辛基大学的科学家也参与其中--最近发表在《病原体》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342391.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342391.htm

珊瑚为什么会发光？科学家终于揭开谜团

珊瑚为什么会发光？科学家终于揭开谜团特拉维夫大学与斯坦哈特自然历史博物馆和埃拉特大学间海洋科学研究所联合进行的一项最新研究首次确定，在深海珊瑚礁中，珊瑚表现出发光的颜色（荧光）的神奇现象是为了作为一种诱捕猎物的机制。该研究表明，珊瑚所捕食的海洋生物会被荧光的颜色所吸引。来自特拉维夫大学动物学学院和斯坦哈特自然历史博物馆的YossiLoya教授监督了这项研究，该研究由OrBen-Zvi博士、YoavLindemann和GalEyal博士领导。据研究人员说，水生生物的发光能力长期以来一直吸引着科学家和那些热爱大自然的人。这种现象经常发生在产生珊瑚礁的珊瑚中，其生物学作用一直存在激烈的争议。多年来，人们探索了各种可能性，包括：这种现象是否能抵御辐射？提高光合作用？抗氧化剂的活性？?根据最新的研究，珊瑚的荧光实际上是对猎物的一种引诱。在这项研究中，研究人员对他们的假设进行了测试；为此，他们首先试图确定浮游生物（在海中随水流漂流的小生物）是否被荧光吸引，无论是在实验室还是在海上。然后，在实验室里，研究人员量化了中光珊瑚（生活在浅层珊瑚礁区和海洋深层完全黑暗区之间的珊瑚）的捕食能力，这些珊瑚表现出不同的荧光外观。为了测试浮游生物对荧光的潜在吸引力，研究人员特别使用了甲壳类动物Artemiasalina，它被用于许多实验以及珊瑚的食物。研究人员注意到，当甲壳动物在绿色或橙色的荧光目标与透明的"对照"目标之间进行选择时，它们显示出对荧光目标的明显偏好。此外，当甲壳动物在两个透明目标之间进行选择时，它们的选择被观察到在实验装置中是随机分布的。在所有的实验室实验中，甲壳类动物大量表现出对荧光信号的优先吸引。当使用来自红海的本地甲壳类动物时，也出现了类似的结果。然而，与甲壳类动物不同，不被认为是珊瑚猎物的鱼类并没有表现出这些趋势，而是普遍避开荧光目标，特别是橙色目标。在研究的第二阶段，实验是在珊瑚的自然栖息地进行的，大约在40米深的海里，荧光陷阱（包括绿色和橙色）吸引的浮游生物是透明陷阱的两倍。OrBen-Zvi博士说：“我们在大海深处进行了一项实验，以研究在深水中存在的自然水流和光照条件下，不同的自然浮游生物集合对荧光的可能吸引力。由于荧光主要由蓝光（海洋深处的光）‘激活’，在这些深度，荧光被自然照亮，实验中出现的数据是明确的，与实验室的实验相似。”在研究的最后一部分，研究人员检查了在埃拉特湾45米深处收集到的中生代珊瑚的捕食率，发现显示绿色荧光的珊瑚享有的捕食率比显示黄色荧光的珊瑚高25%。Loya教授表示：“许多珊瑚显示出荧光的颜色图案，突出了它们的嘴或触角尖端，这一事实支持了荧光，就像生物发光（通过化学反应产生的光），作为一种吸引猎物的机制。该研究证明，珊瑚发光和五颜六色的外观可以作为一种诱饵，将游泳的浮游生物吸引到地面上的捕食者，如珊瑚，特别是在珊瑚需要其他能量来源来补充或替代光合作用（...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310155.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310155.htm

广东多处海滩现蓝眼泪奇观 别用肢体接触 小心病毒

广东多处海滩现蓝眼泪奇观别用肢体接触小心病毒由于形成“蓝眼泪”的藻细胞在聚集过程中会吸附大量细菌病毒，因此，不建议直接用裸露的肢体接触“蓝眼泪”，同时也要注意，切不可盲目下水涉险。据了解，“蓝眼泪”实际上是由一种称为夜光藻的浮游生物引起的发光现象，夜光藻是生活在海洋里的一种会发荧光的浮游原生动物，因夜光藻的身体内有荧光酶和荧光素，受海浪拍打等刺激时发生反应，就会发出浅蓝色的光。虽然“蓝眼泪”晚上很好看，但若大量夜光藻赋予鱼鳃上，则会阻碍鱼类呼吸，导致其窒息死亡，因此，夜光藻一旦暴发将是一种可能会威胁海洋生物的一种现象。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1360513.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1360513.htm