中科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道,因此我们基本可以排除荧光蛋白的可能性。
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“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。
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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。