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生物螢光與生物發光:你分得清楚嗎?

在自然界中,有兩種令人驚嘆的發光現象:生物螢光與生物發光。雖然它們都涉及生物體發光,但背後的機制卻大不相同。讓我們一起來探索這兩種神奇現象的奧秘吧!

生物螢光是一種生物體吸收特定波長的光,然後以不同波長發射出來的現象,這使得我們看到的顏色與原本吸收的光有所不同。在微觀層面上,這涉及到一些螢光生物分子。例如,某些鯊魚的皮膚中含有微小的代謝物,正是這些物質讓它們能夠產生生物螢光。

然而,最為人所知的螢光生物分子是蛋白質,其中最著名的莫過於綠色螢光蛋白(GFP)。這種蛋白質最早於1962年在維多利亞水母中被發現,顧名思義,它在紫外線照射下會發出明亮的綠光。這項發現不僅幫助我們更深入瞭解某些生物發光的原理,GFP更成為細胞生物學中不可或缺的工具,讓科學家能夠以前所未有的細節觀察細胞的內部運作。正因如此,三位在GFP發現與發展中扮演關鍵角色的科學家於2008年榮獲諾貝爾獎。

除了水母和鯊魚,自然界中還有許多生物具有生物螢光特性,包括變色龍、松鼠,甚至我們最愛的奇特生物——鴨嘴獸。最近,一項新研究首次發現某些天堂鳥也具有生物螢光能力,研究人員推測它們的發光羽毛可能在求偶展示中發揮作用。

在吸引獵物方面,一些食蟲植物如捕蠅草也被發現能夠利用生物螢光來引誘毫無戒心的昆蟲。這些植物在紫外線照射下會發出藍光,成為它們捕食策略的一部分。

與生物螢光不同,生物發光涉及一種化學反應,這種反應在生物體內進行,會釋放出能量形成光。這種反應發生在氧氣和一組稱為螢光素的小分子化合物之間,並由一種稱為螢光素酶的酵素催化(即加速反應)。

生物發光在陸地生物中並不常見,但也有一些著名的例子,如螢火蟲和它們那會發光的小屁股。然而,在海洋中,生物發光現象則廣泛得多,特別是在深海物種中。例如,生活在鮟鱇魚發光誘餌中的細菌就是一個典型的例子。

植物本身並不具備生物發光能力,但科學的力量讓我們能夠突破這一限制。透過基因編輯,科學家已經創造出夜光菸草植物,研究人員還成功地將生物發光真菌注入木材中,使木材也能發光。

無論是生物螢光還是生物發光,這些自然界的發光現象都展現了生命的奧妙與多樣性。它們不僅讓我們驚嘆於自然的神奇,更為科學研究提供了寶貴的工具和靈感。下次當你在夜晚看到螢火蟲的微光,或是在水族館中欣賞水母的優雅舞姿時,不妨想想這些發光現象背後的故事,感受大自然的神奇魅力。