科学家成功解开萤火虫体内的发光机制

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   对于能发出美丽光芒的萤火虫,化学家已经进一步了解了它们的发光奥妙。科学家认为,萤火虫体内一系列复杂化学反应中伴随的氧电子转移引起了发光。科学家对其它发光动物的研究也发现了相同的发光机制,比如发光蠕虫和蜈蚣。对于昆虫,发光的主要作用是沟通交流以及吸引异性。科学家发现产生发光现象的化学反应涉及了两类化学物质,一类被称作荧光素,另一类被称为三磷酸腺苷(ATP)。这两种物质发生化学反应后的产物在遇到氧气后就会发光。

  通过实验,科学家发现通常情况下荧光素和ATP之间的反应速度非常慢,而荧光素酶可以提高反应速度。在这种化学反应的最后阶段,科学家发现存在一个氧电子的转移。科学家认为氧电子的转移才使萤火虫获得了发光能力。科学家还认为这种机制可能是所有生物的共有发光机制。生物发光不仅很有趣,还有很多潜在应用,比如药物测试、水污染监测以及利用荧光点亮植物。

  日前,有科学家采用两种复杂成像技术不仅成功解开了萤火虫“灯笼”身上的谜团,还发现了发光细胞如何为发光反应提供氧气。他们采用的技术叫做同步相衬显微层析和传送X射线显微技术。利用这两种技术可以扫描单个细胞,使科学家可以观测细胞内部。通过将这些技术应用到活萤火虫身上,科学家第一次观察到了发光细胞的全部结构,并且计算出了其中的氧气分布。

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