作者:Julián Faivovich 来源:PNAS 发布时间:2017/3/15 9:36:15
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科学家发现首个荧光蛙类
其荧光分子揭示了一种新的发光模式

 

圆点树蛙   图片来源:《自然》

在正常光线照射下,南美洲圆点树蛙会像调色板一样显现出柔和的绿色、黄色和红色。然而一旦调暗光线并打开紫外线光照后,这种小型两栖动物便会发出明亮的蓝色和绿色光泽。

这种吸收短波长光线并在较长波长上再次发射的能力被称为荧光性,其在陆生动物中非常罕见。迄今为止,在两栖动物中更是闻所未闻。

研究人员同时报告说,圆点树蛙使用的荧光分子与在其他动物中发现的分子完全不一样。他们在3月13日出版的美国《国家科学院院刊》上报告了这一研究成果。

由于荧光需要吸收光线,因此它不会发生在完全黑暗的环境中。这也使得荧光不同于生物发光,后者指生物体发出它们自己的光线,而这些光线通常是由化学反应产生的。

许多海洋生物都会发出荧光,包括珊瑚、一些鱼类、鲨鱼和一种海龟(玳瑁龟)。而在陆地上,人们之前只知道鹦鹉和一些蝎子会发出荧光。科学家目前还不清楚动物为什么有这种能力,尽管相关的解释包括通讯、伪装和吸引伴侣。

研究人员最初以为他们或许能够在这种树蛙中找到红色的荧光,因为它们体内含有一种名为胆绿素的色素。通常情况下,胆绿素使两栖动物的组织和骨骼呈现出绿色。然而阿根廷布宜诺斯艾利斯大学爬行动物学家Carlos Taboada指出,在一些昆虫中,胆绿素与蛋白质结合后会发出淡红色的荧光。但在圆点树蛙体内,胆绿素变成了一种红色的色素。

当Taboada和他的同事用一种UVA(长波紫外线)手电筒(或黑色光)照射在阿根廷圣塔菲附近捕获的圆点树蛙时,他们惊讶地发现这种两栖动物发出了一种强烈的蓝绿色光芒而不是淡红色。这项研究的联合作者、布宜诺斯艾利斯大学爬行动物学家Julian Faivovich表示:“我们几乎不敢相信。”

研究人员发现,圆点树蛙淋巴组织、皮肤和腺体分泌的3种分子——hyloin-L1、hyloin-L2和hyloin-G1是产生绿色荧光的原因。这些分子含有一种环状结构和一种碳氢化合物链,并且在动物的已知荧光分子中是独一无二的。这项研究的联合作者、巴西圣保罗大学化学家Norberto Peporine Lopes说,跟它最接近的分子发现于植物中。

这种新描述的荧光分子能够释放惊人数量的荧光,并且可在满月的条件下提供约18%的可见光——这足以让近缘种的蛙类看到。

由于对圆点树蛙的视觉系统或光感受器并没有什么了解,因此Taboada计划对此展开研究,从而确定这种树蛙是否能够看到自己的荧光。

美国纽约城市大学巴鲁克学院海洋生物学家David Gruber表示:“我认为这项发现令人兴奋。”Gruber和同事于2015年在玳瑁海龟中发现了荧光现象。他说,“它提出的问题比给出的答案还多”,包括这种荧光的生态和行为功能。

Faivovich打算在其他250种树蛙中寻找荧光现象,这些树蛙与圆点树蛙一样,都生有透明的皮肤。Faivovich希望他并不是唯一想要这样做的人——“我真的希望其他同事也会对这种现象非常感兴趣,他们也会开始在野外携带一个UV(紫外线)手电筒。”他说。(来源:中国科学报 赵熙熙)

 
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