植物為什么會發(fā)光

文｜王貞虎

植物為什么會發(fā)光

文｜王貞虎

在電影《阿凡達》中，男主角杰克初次到達潘多拉星球時，被許多如發(fā)光水母一樣的“希望樹”的種子所包圍。這里真是一片發(fā)光的植物世界，處處閃耀著星光的的參天巨樹、到了晚上發(fā)出耀眼光芒的花草、蘑菇……種種奇妙美景，把人們帶進一片奇幻的自然美景中。

那么，在現(xiàn)實中，也有夜晚會發(fā)光的植物嗎？答案是：有的！

“路燈草”可以說是發(fā)光植物中的佼佼者，別看它個頭小，它所發(fā)出的光亮甚至能與路燈相媲美

讓柳樹發(fā)光的假蜜環(huán)菌

若干年前，在江蘇丹徒縣，人們發(fā)現(xiàn)了幾株會發(fā)光的柳樹。白天，這些在田邊的腐朽樹樁絲毫不引人注目，可是到了夜間，它卻閃爍著神秘的、淺藍色的熒光，即使風狂雨猛、酷暑嚴寒也經(jīng)久不息?？h里出了這樣稀奇的事，人們對此都感到很好奇，對于熒光的來源也眾說紛紜。

后來，經(jīng)過研究，生物學家們解開了疑團——原來，會發(fā)光的不是柳樹本身，而是一種寄生在它身上的真菌——假蜜環(huán)菌。這種真菌在蘇、浙、皖一帶分布很普遍，專找一些樹樁安身。平時，長得像棉絮一樣的白色菌絲體吮吸著植物的養(yǎng)料，吃飽了就得意地閃著光!

那么，假蜜環(huán)菌為什么能發(fā)光？生物學家們研究發(fā)現(xiàn)，假蜜環(huán)菌的菌絲侵染了木材纖維以后，能分泌一些能分解木材的酶，這些酶可以將纖維素、木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為真菌能夠吸收的小分子物質(zhì)，比如葡萄糖、酚類等各種營養(yǎng)物。假蜜環(huán)菌的菌絲細胞得到這些食物后就開始不停地繁衍、長大，同時積累大量能夠用來產(chǎn)生熒光的物質(zhì)。這些帶熒光的物質(zhì)在熒光酶的催化作用下進行生物氧化，并把化學能轉(zhuǎn)化為光能，就成了我們所看到的生物光了。

澳大利亞草原上生長的一種叫星菊菌的蘑菇，同樣也擁有發(fā)光的本領(lǐng)。當它的孢子隨著氣流漂泊時，閃著熒光的孢子就像一條變化莫測的彩帶，能照亮周圍大片的地區(qū)。在巴西熱帶森林里，還生長著一種鬼筆菌。在夜幕降臨后，它就會發(fā)出一種綠寶石般的熒光令人目眩。

為什么蘑菇能發(fā)光呢？科學家經(jīng)過研究，從發(fā)光蘑菇的細胞組織中分離出了熒光素和熒光酶，這樣就揭開了發(fā)光蘑菇的秘密所在。研究人員還發(fā)現(xiàn)，發(fā)光蘑菇的光亮度及其持久性受到環(huán)境溫度及水分的制約，同時，也會隨蘑菇本身的營養(yǎng)條件及衰老狀態(tài)的改變而變化。

那么，發(fā)光蘑菇為什么要發(fā)光呢？研究者認為，蘑菇利用發(fā)光的方式以吸引夜飛的昆蟲，來幫助傳播孢子。

甲藻，讓腳印發(fā)光

100多年前，入侵新幾內(nèi)亞島的荷蘭遠征軍為了防止土著人襲擊，在沿海處建立了一座城堡。一天晚上，烏云密布，風雨交加，一個荷蘭士兵前去海邊查看船只是否拴牢。這時，城堡上的人驚奇地發(fā)現(xiàn)，他走過的沙灘上留下了一串可怕的亮腳印。于是，大家懷疑他是魔鬼，或者會什么巫術(shù)，就派人悄悄跟蹤這個士兵，可奉命前去跟蹤的人也留下了同樣的亮腳印。后來，這種現(xiàn)象又陸續(xù)發(fā)生了幾次。于是人們這才知道，凡是風雨之夜，無論誰在沙灘上行走，都會發(fā)生同樣的情況。

可是，究竟是什么在發(fā)光呢？這個問題，直到20世紀80年代，人們才得到答案——原來，這是一種甲藻在“作祟”。

甲藻是一種藻類植物，細胞內(nèi)含有熒光酶和熒光素，平時不顯得特別，一旦被觸動、受到刺激或氧氣十分充足時，便會產(chǎn)生光亮。風雨之夜，當甲藻被海浪沖上沙灘后，由于雨水的浸潤，沒有馬上死去，這時如果有人在沙灘上行走，甲藻受到腳踩的刺激后，便會重新發(fā)光，發(fā)光的腳印就是這樣產(chǎn)生的。

“不夜城”和“燈籠樹”

以上種種，都是一些低等植物的發(fā)光。

高等植物中也有會發(fā)光的。南非有一種叫做“不夜城”的蘆薈，到了晚上，就會有許多密密麻麻的小白光從植株身上閃出來。但假蜜環(huán)菌、星菊菌或甲藻不同，發(fā)光并非是“不夜城”的與生俱來的先天本領(lǐng)，而是和人為因素有關(guān)——原來，當?shù)厝酥肋@種植物對磷和鈣有特殊的喜好，于是就在土壤中加入大量的磷和鈣?！安灰钩恰蔽者@兩種物質(zhì)后，植物葉面上那些角質(zhì)層上的白刺，就會在黑暗里發(fā)出光來。

不過，據(jù)花卉愛好者透露，讓“不夜城”發(fā)光，還有另一個更簡單的方法，就是在蘆葦肉質(zhì)刺上涂抹熒光劑，并經(jīng)常用含有熒光劑的水澆，經(jīng)過如此處理后，其肉質(zhì)刺就會在黑暗的環(huán)境中發(fā)光。

江西井岡山地區(qū)還有一種會發(fā)光的“燈籠樹”，這種樹為常綠闊葉樹，跟“不夜城”發(fā)光的原理一樣，也是葉子里含有大量的磷。這些磷釋放出來以后，會和空氣中的氧氣結(jié)合成為磷火，磷火能放出一種沒有熱度、也不能燃燒、但有光亮的冷光。這些冷光，雖然白天看不見，但在晴朗無風的夜晚，它們就會聚攏起來，仿佛懸掛在山間的一盞盞燈籠，所以當?shù)厝擞纸兴肮順洹薄?/p>

古巴還有一種美麗的發(fā)光植物，每當黃昏時花朵才開始綻放。這種花的花蕊中聚集了大量的磷，微風吹過，花蕊便星星點點地閃爍出明亮的異彩，仿佛無數(shù)螢火蟲在花蕊間翩翩起舞。有意思的是，一旦黑夜逝去，這種花就像完成了使命，很快就凋謝了。

非洲岡比亞南斯明草原上，有一種名叫“路燈草”的植物，可以說是發(fā)光植物中的佼佼者。別看它個頭小，它所發(fā)出的光亮，甚至可以與路燈相媲美。路燈草的葉片表面有著一層像銀霜一樣的晶珠，富含磷。每當夜幕降臨，這種草便閃閃發(fā)光，把周圍的一切照得十分清晰，所以，當?shù)鼐用癯３０堰@種小草移到家門口充當“路燈”。

如今，加州大學的生物學家正利用一種特殊的內(nèi)切割酶嫁接技術(shù)培育人工發(fā)光植物。他們把螢火蟲細胞核內(nèi)的發(fā)光基因“剪”下來，并用聯(lián)接酶將其“縫合”到一種作為移植媒介的細菌身上，經(jīng)過培養(yǎng)再讓它感染煙草植株。這些植物長成后，就成了一株株發(fā)光植物，夜晚降臨，它們就發(fā)出一片紫藍色的熒光。不過，這藍光，只能在儀器下看到。（責任編輯/余風）

作者系本刊特約撰稿人。