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據(jù)國外媒體報道，對于能在森林發(fā)出美麗光芒的螢火蟲，化學(xué)家已經(jīng)進(jìn)一步了解了它們的發(fā)光奧妙。科學(xué)家認(rèn)為，螢火蟲體內(nèi)一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)中伴隨的氧電子轉(zhuǎn)移引起了發(fā)光。科學(xué)家對其它發(fā)光動物的研究也發(fā)現(xiàn)了相同的發(fā)光機(jī)制，比如發(fā)光蠕蟲和蜈蚣。

大約六十年前，科學(xué)家就開始研究昆蟲腹部發(fā)光器官（簡稱“燈籠”）產(chǎn)生的大量復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)。而耶魯大學(xué)、布法羅大學(xué)、Hauptman-Woodward研究所以及康涅狄格學(xué)院的科學(xué)家在前人研究的基礎(chǔ)上，闡釋了螢火蟲的發(fā)光機(jī)制。

對于昆蟲，發(fā)光的主要作用是溝通交流以及吸引異性。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)涉及了兩類化學(xué)物質(zhì)，一類被稱作熒光素，另一類被稱為三磷酸腺苷（ATP）。這兩種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后的產(chǎn)物在遇到氧氣后就會發(fā)光。

通過實驗，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)通常情況下熒光素和ATP之間的反應(yīng)速度非常慢，而熒光素酶可以提高反應(yīng)速度。在這種化學(xué)反應(yīng)的最后階段，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)存在一個氧電子的轉(zhuǎn)移。科學(xué)家認(rèn)為氧電子的轉(zhuǎn)移才使螢火蟲獲得了發(fā)光能力。科學(xué)家還認(rèn)為這種機(jī)制可能是所有生物的共有發(fā)光機(jī)制。

生物發(fā)光不僅很有趣，還有很多潛在應(yīng)用，比如藥物測試、水污染監(jiān)測以及利用熒光點亮植物。

去年，瑞士EPFL和臺灣國立清華大學(xué)的科學(xué)家采用兩種復(fù)雜成像技術(shù)不僅成功解開了螢火蟲“燈籠”身上的謎團(tuán)，還發(fā)現(xiàn)了發(fā)光細(xì)胞如何為發(fā)光反應(yīng)提供氧氣。

他們采用的技術(shù)叫做同步相襯顯微層析和傳送X射線顯微技術(shù)。利用這兩種技術(shù)可以掃描單個細(xì)胞，使科學(xué)家可以觀測細(xì)胞內(nèi)部。通過將這些技術(shù)應(yīng)用到活螢火蟲身上，科學(xué)家第一次觀察到了發(fā)光細(xì)胞的全部結(jié)構(gòu)，并且計算出了其中的氧氣分布。此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)“燈籠”看上去就像一系列“小燈管”。這些“小燈管”不僅含有熒光素，還可以為發(fā)光細(xì)胞提供氧氣。利用兩種技術(shù)獲得的圖像還表明螢火蟲可以從其它細(xì)胞運送氧氣到發(fā)光細(xì)胞，這些氧氣參與的化學(xué)反應(yīng)會分解熒光素。