萤火虫发光不只是照亮夜空

2023-09-10 18:28
文萃报·周二版 2023年36期
关键词:激发态文萃荧光素酶

《文萃报》3273期《身边的萤火虫为啥越来越少》一文引发了读者的极大关注。那你知道萤火虫为什么会发光吗?它又是如何发光的呢?

繁衍后代和警示

萤火虫,是鞘翅目萤科的昆虫,全球有2000多种。古代希腊人称萤火虫为“朗皮里斯”,意为“屁股上挂灯笼者”,法语中则称它为“发光的蠕虫”。

萤火虫发光和人靠衣装马靠鞍是一个道理,只有将自己打扮得光鲜亮丽才能吸引异性繁衍后代。

科学家研究发现,有些种类的萤火虫只有雄性腹部末端会发光,而有些种类雌雄都会发光。萤火虫发光有两个目的:一方面,通过一闪一闪不同节律的“光语”,来传达相互之间的求偶信号。另一方面是为了警示,蜥蜴误食萤火虫会死亡,证明萤火虫发光还有警告其他生物的作用。

闪亮却不会被烧伤

萤火虫发光需要具备荧光素酶、荧光素、金属離子等条件。

萤火虫有专门的发光细胞,里面有荧光素和荧光素酶两种物质。其中,荧光素在荧光素酶催化下,与氧气反应产生激发态的氧化荧光素,当它从激发态回到基态时就会释放光子发光。萤火虫反应中的能量95%都转化成光,只有极少部分用于发出热量,因此它的腹部末端虽然很亮,却不会被烧伤。

科学家认为,荧光素酶中和底物荧光素作用的氨基酸残基,决定了荧光素结构变化发光的颜色,当作用氨基酸为丝氨酸时发黄绿色光,而当作用氨基酸为天冬氨酸时发红光。

可快速准确判断水质好坏

萤火虫散发的光不仅照亮黑夜,其发光原理在现实生活中还有着广泛的应用。比如在医学领域中,荧光素被用于研究细胞和分子活动,将荧光素标记在细胞或分子上,通过发光情况来研究其活动和变化。另外,荧光素还被用于环境监测,来判断水质的好坏。

(摘自《科普时报》)

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