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□ 馮(feng) 偉(wei) 民

生物發光是一種奇妙現象，但它的起源卻一直很模糊。近日發表在《英國皇家學會(hui) 學報B卷》上的一項最新研究披露了這一奧秘。美國史密森國家自然曆史博物館的科學家指出，發光生物可追溯到至少5.4億(yi) 年前，海洋無脊椎動物八射珊瑚當時已進化出了這種能力。

發光源於(yu) 體(ti) 內(nei) 的熒光素酶

八射珊瑚為(wei) 海洋無脊椎動物，且是已知最古老生物發光動物群體(ti) 之一，它們(men) 體(ti) 內(nei) 有一種熒光素酶，能催化產(chan) 生光的化學反應。

現生的八射珊瑚中存在著許多具有發光特性的物種，包括軟珊瑚、海扇、海筆等。與(yu) 硬珊瑚一樣，八射珊瑚也是一種微小的群體(ti) 性珊瑚蟲，它們(men) 通常是在受到碰撞或其他幹擾時才發光。研究表明，現生八射珊瑚擁有發光物種越多，說明它們(men) 祖先具有這種特征的可能性就越高。

然而長期以來，科學界一直認為(wei) 最古老的生物發光實例，來自某種介形綱的小型海洋甲殼類生物，它們(men) 在2.67億(yi) 年前就能點亮自己的身體(ti) 。

為(wei) 此，科學家通過對八射珊瑚近200種遺傳(chuan) 基因數據進行研究，製作了詳細的八射珊瑚進化樹。在該項研究中，科學家還將不同年代且已知年齡的八射珊瑚化石添加到進化樹上，以便更好地闡明各物種的親(qin) 緣聯係。他們(men) 還繪製了以現生具有生物發光特性的八射珊瑚物種為(wei) 特征的係統發育分支。之後，科學家又進行多種統計學分析，重建了八射珊瑚的祖先狀態。最終得出結果：大約5.4億(yi) 年前，所有八射珊瑚的共同祖先很可能是生物發光體(ti) 。這比之前被稱為(wei) 最早生物發光的甲殼類動物早了2.73億(yi) 年。

發光或是生物間的“語言”

科學家研究發現，生物發光最早或產(chan) 生在漆黑的深海中，幾乎與(yu) 複雜動物同時誕生。八射珊瑚的生物發光特性被保留數億(yi) 年的事實表明，這種特性可能賦予了物種某種進化優(you) 勢。

實際上，生物發光是一種生存選擇。科學家以章魚為(wei) 例，通過顯微鏡觀察它的發光器官橫截麵時，發現了吸盤特有肌肉環的殘餘(yu) ，這是已經進化為(wei) 發光器官的吸盤。由此，章魚利用發光吸盤吸引配偶和食物，進而結束底棲生活，到更開放的海洋中去生存。而原本用於(yu) 攀附岩石和貝類的吸盤失去作用，功能逐漸退化，但該部位的突變被選擇留下，這就是吸盤進化為(wei) 發光器官的原理。

光是一種“語言”，用於(yu) 溝通交流。簡單來說，生物發光以及一般光信號，或是生物間最古老的交流方式之一。於(yu) 是，“光語言”作為(wei) 一種謀生手段在演化中遺傳(chuan) 下來。

另外，光還是一種能量，生物的生存策略有一個(ge) 最基本的共同點：在維持生命的正常活動中，最大限度地去節省能量。因此，主動發光必定是發光生物生存的一個(ge) 重要環節。

生物發光曆史源遠流長，幾億(yi) 年的演化使越來越多的生物具有發光功能，這種現象不僅(jin) 可以幫助各類生物在生存競爭(zheng) 中占得先機和優(you) 勢，也使人類大受裨益，現已廣泛應用在工程、化學、醫療、農(nong) 業(ye) 等多個(ge) 領域。

（作者係中國科學院南京地質古生物研究所研究員、南京古生物博物館名譽館長）

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