Only Perception: 海中生物冷光的新洞見

2009-04-14

海中生物冷光的新洞見

New light shed on marine luminescence
http://www.physorg.com/news154618501.html

February 23rd, 2009

由活生物體發光的現象，或稱 bioluminescence（生物體發光、生物發光）相當稀鬆平常，尤其是在海生物種中。目前已知這些光是由化學反應所產生，其中，氧分子扮演重要的一部份。在動物世界中，這些化學反應發生在特殊的發冷光（luminescent）細胞中，稱之為發光細胞（photocytes）。這些細胞聚集成複雜的發光器官（light organs），其中，光的強度是由神經脈衝所調控，而且那些光線在反射器、透鏡以及濾鏡的協助下能夠被調整。透過這些方法，生物體能根據所需調整光的波長、散射與強度。不過這些過程背後的機制仍然是個謎。

藉由研究海生水母、甲殼類以及魚類的發光器光，Jenny Kronstrom，（瑞典） Gothenburg 大學動物學系的研究者，放上另一塊拼圖。在她的論文中，她揭露磷蝦（krill），發冷光的甲殼類動物，配備特殊的肌肉，那透過收縮與舒張調控光強度。

一氧化氮（NO）也被認為在磷蝦的生物體發光中扮演一重要角色。它在微小的毛細血管中被製造，那確保磷蝦的發光細胞能受到氧供應，在特殊的閉合肌肉，括約肌，也一樣，其所在之處，這些毛細血管使血液散播到發光細胞。

利用使括約肌收縮或舒張的藥劑進行實驗，證明當括約肌鬆弛時，磷蝦開始發光，據推測或許是抵達發光細胞的含氧血增加。

當生物體發光在演化不同的點上獨自發展出來時，不同的物種已發展出不同調控與發光方法。Jenny Kronstrom 的研究證明，一氧化氮在不同物種當中亦有不同功效。

在令人矚目的深海奧氏銀斧魚（Silver Hatchetfish，Argyropelecus olfersii）中，一氧化氮抑制發光反應，而在斑光蟾魚（Plain Midshipman fish，Porichthys notatus）則相反，它具有刺激效用。

生物光不只對生物體本身有用，成為生物的火炬、偽裝或某種通訊方法；涉及化學發冷光反應的物質，也證明它們本身在現代分子生物學中十分有用，在其中，綠螢光蛋白的發現，那在水母中產生綠光，導致 2008 年的諾貝爾化學獎。

※ 相關報導：

＊ Involvement of contractile elements in control of bioluminescence in Northern krill, Meganyctiphanes norvegica (M. Sars)
http://dx.doi.org/10.1007/s00441-009-0774-1