荧荧之火来自何方
“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星。”读着杜牧《秋夕》的千古佳句,使我们想起在乡间纳凉时,那些池边、稻田、草丛里的“飞灯”——萤火虫。萤火虫为什么会一闪一闪地发出光亮呢?
古时候,有个书生家里穷,没有钱点灯,于是他就抓了好多萤火虫,把它们放在一起用纱包住,借着微弱的灯光看书。
夏天的夜晚,生在农村的人会看见棉花地里一闪一闪的,那便是萤火虫发出的光。
那么,萤火虫为什么会发光呢?
原来萤火虫体内含有一种很不寻常的化合物,被称为“荧光素”。在通常情况下,它独立存在着;不过,在萤火虫体内还存在着一种被称作“荧光素酶”的物质,使得荧光素很容易与三磷酸腺苷(ATP)的一个分子产生作用。ATP这种物质存在于所有生命细胞中,从细菌细胞到人体细胞无一例外。
【知识点睛】
ATP是一种“高能”化合物,它在细胞中的功能是给需要能量的地方传输一些能量。当ATP给荧光素分子传输一些能量后,这一分子就变为一个略有不同的分子,叫“氧化荧光素”。以这种方式接收了能量的氧化荧光素是很不稳定的,它有极强的倾向要释放额外的能量,而几乎会立刻复原为更为稳定的、能量更低的荧光素。
【相关链接】
很久以来科学家就知道在萤火虫的腹部装着一个灯笼,它是由一种特殊的细胞——光细胞组成的。光细胞里充满了一种叫做荧光素的蛋白,当这种蛋白被一种叫荧光素酶的物质激活以后,荧光素就会和氧反应而发光。一种叫章鱼胺的神经信号控制了闪光形式,它使每个种类之间的发光互相有所区别。但是信号是怎样传导的一直还不清楚,因为神经末梢并不直接接触光细胞。科学家认为可能氧化氮参与了这一过程,因为已经知道氧化氮在许多信号过程中发挥作用。
为了证明这一假设,科学家进行了实验:把萤火虫放入一个空盒子里,在盒子里注入氧气和一氧化氮。当科学家增加空盒子里氧化氮的时候,他们发现,萤火虫的腹部开始闪烁并持续发亮;当停止一氧化氮供应的时候,萤火虫的“灯笼”会灭掉。而萤火虫用于制造一氧化氮的酵素就坐落在会发光的光细胞旁。
萨拉·刘易斯指出,从某种意义上说,小小的萤火虫在夏季上演的灯光舞蹈也是这种昆虫在生命即将终结以前的“最后演出”。萤火虫的灯光是一种交配的信号。萤火虫的幼虫期长达两年,成年期则只有两个星期,也就是说成年的萤火虫要在14天内完成飞行、发光和交配,然后结束生命。