(来自 Marcillac 等人,JR Soc. Interface,2021)
最近,我们了解到这个世界比我们想象的要……更加光辉灿烂。
人们发现越来越多的陆地生物表现出生物荧光——一种我们在紫外线下可以看到的柔和、怪异、美丽的光芒。现在,在更意想不到的地方发现了这种光芒——几种亚洲黄蜂的分段巢穴。
该属几个物种的建筑风格在不同程度上马蜂属在黑光下发出明亮的绿色光,强度足以表明荧光具有功能,尽管黄蜂本身没有表现出发光的迹象。
这种特性可以帮助科学家弄清楚为什么巢穴会发光,并且还可以帮助识别一种新的生物荧光化合物,例如绿色荧光蛋白来自水母的标记对生物科学至关重要。
这项工作由法国巴黎大学的化学家 Bernd Schöllhorn 和索邦大学的物理学家 Serge Berthier 共同领导。该团队希望发现更多的陆地生物荧光。
“一开始,我在热带雨林中寻找任何发出强荧光的动物,”他告诉 ScienceAlert。 “就我个人而言,我对发现有趣的生物体非常乐观,因为这方面仍处于探索之中。”
生物荧光是指活的有机体或生物物质吸收光,并以不同的波长重新发射光。为了使人类看到这种效果,生物体需要受到外部光源(例如紫外线)的照射。它已被记录在一系列物种中,主要是海洋- 实际上,差距相当大。
其他发出生物荧光的生物包括青蛙、蝎子、变色龙,海龟,而且,正如最近一个巨大的惊喜发现,澳大利亚有袋动物,例如袋熊和鸭嘴兽。谁知道外面还会有什么东西在黑暗中秘密地发出荧光呢?
这是法国和越南团队想要回答的问题 - 他们在四个物种的巢穴中发现了这个问题,这些物种在夜间勇敢地闯入北越潮湿的热带森林:黑马马蜂,莱普查,日本对虾以及一名身份不明的马蜂属物种。
黄蜂巢发出荧光的图像。 (来自 Marcillac 等人,JR Soc. Interface,2021)
“可见荧光最能在夜间显现出来,在实地考察期间增加一点肾上腺素,”舍尔霍恩说。
“人们必须经验丰富且谨慎,因为许多节肢动物和爬行动物可能具有潜在危险,包括黄蜂本身,具体取决于物种和情况。”
研究小组将他们的发现与两个发现进行了比较马蜂属来自世界其他地区的物种:加拿大松来自法属圭亚那和鸡对虾来自法国南部的黄蜂,与越南黄蜂相比,这两种黄蜂的荧光都很弱。
白光(左)和紫外线(右)下的 P. brunetus 巢穴。 (de Marcillac 等人,JR Soc. Interface,2021)
“在便携式 UV LED 手电筒的帮助下,这件作品中的越南巢穴可以在夜间被发现,这要归功于它们固有的强烈绿黄色荧光。”研究人员在论文中写道。
“在自然环境中,根据物种、巢穴大小和紫外线手电筒的功率,在 5 至 20 米 [16 至 65 英尺] 的距离内可以用肉眼轻松观察到强烈的荧光。”
特别值得注意的是茧帽,它在所有巢穴中发出最明亮的光芒。显微镜显示荧光特别存在于丝纤维中,表明荧光团 - 即,荧光化合物- 可能存在于黄蜂产生的丝蛋白中。
荧光发射的光谱范围在黄蜂视觉的一般范围内,尽管研究小组没有检查这些特定物种的视觉。如果黄蜂可以看到绿光,则可能意味着巢穴发出生物荧光,作为黄蜂识别其家园的一种方式(事实可能并非如此 - 两个物种表现出非常相似的荧光特征)。
然而,还有另一种诱人的可能性:荧光是保护发育中的蛹免受紫外线辐射的一种手段。入射光被拦截并转换为良性光学光,然后重新发射。由于蛹的发育取决于昼夜周期,生物荧光可以发挥这一功能,同时允许无害的光线穿透茧膜。
该团队正在努力研究同一属的其他物种,以了解生物荧光如何根据地区而变化。当然,他们现在正在努力鉴定黄蜂丝中的荧光化合物,希望为生物医学研究发现新的生物荧光来源。
舍尔霍恩说:“最让我兴奋的是,在森林‘外面’,仍有大量未知现象等待被发现。”
该研究已发表在英国皇家学会杂志界面。