生物发光
特点
生物发光是发光的一种形式,被称做冷光源,因为仅有低于20%的光产生热辐射。生物发光不应与荧光,磷光或是光的折射弄混淆。
约90%的深海生物都会产生某种形式的光。大多数生物发出属于蓝或绿光光谱,这样更容易通过海水传播。不过,某些巨口鱼发出红光或红外光,而浮蚕属的生物发出黄光。
非海洋生物的发光现象分布较窄,但发光颜色却更加丰富。最著名的陆上发光生物是萤。其他的昆虫,昆虫幼虫,环节动物,蛛类,甚至某些真菌都被报道有生物发光能力。
某些生物的发光随昼夜推移而变化。例如夜间发光更明亮,或是仅于夜间发光等。
发光适应性
5种主要的适应性理论可以解释发光特性的进化过程。
对抗照明式伪装
某些种类的鱿鱼身上的发光菌可发出与上方照射光强相同的光使自身隐蔽,这种现象就是对抗照明 。对于这些动物,感光囊用来控制对比光线以达到与周围环境优化匹配 。通常情况下鱿鱼身上的细菌发光组织与感光组织分离,但一种夏威夷鱿鱼( Euprymna scolopes )两者合二为一 。
吸引
萤火虫幼虫
某些深海鱼类如??鱼发出光吸引猎物。这种鱼的头部伸出悬挂的发光器可将小型鱼类吸引到自身附近。有的鱼却反其道而行之。
雪茄达摩鲨发光进行伪装,不过它腹部上的暗色小斑点在某些大型掠食性鱼类如鲔鱼和鲭鱼看来就像他们捕食的小鱼。当它们接近这些“小鱼”时,就成了鲨鱼的食物。
甲藻对这种发光机理的应用更为奇妙。当这种浮游生物感觉到它的天敌接近时,会立刻发出萤光。这样捕食腰鞭毛虫天敌的动物也会被吸引过来,这样可能就化险为夷了。
利用光吸引异性交配是生物发光的另一种机理。这在萤火虫身上非常常见,它们在交配季节腹部规律性的闪烁以吸引异性。在海洋生物中这种现象只在一种介形亚纲类的甲壳类动物身上确切地观察到过。科学研究表明性引诱剂适用于远程吸引异性 ,而生物发光适用于近距离呼唤对方。
驱除
某些鱿鱼及小型甲壳类动物喷出发光化学混合物或发光细菌浆就像乌贼喷的墨水一样驱赶敌人,从而逃走。所有种类的萤火虫幼虫都能发出警示性的光来驱走捕食者。
交流
生物发光直接影响了细菌间的交流(见群体感应quorum sensing)。这种作用会提升宿主的共生效应,并对菌丛聚集产生影响。
照明
虽然大部分海洋生物发出绿光或蓝光,但巨口鱼产生红光。这样可使它们看见红色的猎物,而因为海水把红光滤掉这些红鱼通常不被其他深海生物看见。 .
生物发光工程中的合理化应用
如下是生物发光工程中某些合理化的应用 :
利用行道树发光节省电力开支
代替圣诞树挂的灯以保证安全
农作物和家庭植物需水时发光
利用新方法检查肉和其他食物变质
生物鉴定逃犯和精神病患者
在可疑菌落中鉴定菌种
新奇的发光宠物(发光兔,发光鼠,发光鱼等等)
发光生物
Omphalotus nidiformis 这是一个关于某种发光蘑菇.....在黑暗中的例子
所有的细胞从辐射电磁波的形式来说都会发光,只是大多数都是裸眼不可见或无法察觉的光。生物发光现象只有发出某些特定的波长,频率,亮度等因素下的光。下列是发出可见光的生物名单。
陆生生物
节肢动物
环节动物
蕈类
陆生软体动物
鱼类
雪茄达摩鲨
海洋斧头鱼(Marine hatchetfish)
??鱼
灯眼鱼
松球鱼
蟾鱼
囊鳃鳗
鼠尾鳕
巨口鱼
海洋无脊椎生物
下村脩在1961年从维多利亚多管发光水母晶体胶冻分隔出水母素发光蛋白和它的辅因子腔肠素。
刺胞动物
栉水母
棘皮动物(如真蛇尾目)
裸鳃类
甲壳类
毛颚动物
软体动物
微生物
甲藻门
弧菌科 (如费氏弧菌(Vibrio fischeri),哈维氏弧菌(Vibrio harveyi),发光杆菌 (Vibrio phosphoreum))
真菌(如蜜环菌)
参见
萤光素酶
狐火
生物发光成像
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