原标题:你以为你见过“发光水母”?看好了,水族馆那些都是骗人的!
你可能见过各种散发着异样光芒的水母:
譬如水族馆里的海月水母。图片:Glowonconcept / Shutterstock
别上当,这些都是灯光效果!
不过,在水族馆之外,还真有水母自带光环。今天介绍的就是其中最著名的一种、“拿过”诺贝尔奖的——维多利亚多管发光水母(Aequorea victoria)。
真·会发光的维多利亚多管发光水母(名字要长长长长……)。图片:Alexander Semenov / newscientist.com
一枚透明可爱的“蘑菇”
不发光的时候,维多利亚多管发光水母看上去比较普通。它们的直径能达到10cm左右,全身光滑透明,活生生就是一个透明的、剪掉了“脚”的香菇。这个香菇模样的部分是水母的伞状体;维多利亚多管发光水母的口缘,有多达100多条向伞状体边沿辐射延伸的辐管,“多管”之名就来源于此。
维多利亚多管发光水母真有很多管。图片:Phyllia131 / DeviantArt
维多利亚多管发光水母的伞状体边缘,还有很多长短不一细丝状的触手,在海流中波动摇曳,简直撩人。然而,不要小看这些触手,触手上有防御和捕食专用的刺细胞,一旦触碰到小型的浮游动植物和一些小型的水母,就会翻出它的刺蜇住猎物,附近的其他触手也会赶过来,将猎物团团包围并送到口中。
就像这样,图为海月水母正在捕食一只桡足类。图片:lookformedical.com
好消息是,维多利亚多管发光水母刺细胞中的毒素对人体无害(当然我们还是建议皮肤敏感的小伙伴们慎重接触);坏消息是,有很多水母是有毒、剧毒乃至致命的,要准确鉴定出它们的种类很困难。因此,日历娘还是推荐大家尽量不要去主动接触水母,尤其是在那些有相关安全警示的海岸。
水母在英语里又称Jellyfish。看起来像果冻一样的萌物,然而大多都有毒。图片:Andy Royston (Fort Lauderdale Sun project) / flickr
要说它们最吸引人的,还是在受到惊扰时,伞状体的边缘发出的那一圈绿色的荧光。这些被动发出的绿色荧光,被认为是为吸引更高级的捕食者来捕食它的天敌,从而保护自己。
漂浮变幻的它会发光
如果你有机会在夏夜的晚上捞起一只,放在手上轻轻晃动,就可以清楚看到水母伞状体边缘那些荧光小颗粒:
以上均为模式图,b、c可看出发光器官在伞状体边缘。图片:nobelprize.org
发光的地方放大了是酱紫的。图片:haddock@mbari.org
很多发光生物最常用的发光方式是“荧光素—荧光素酶系统”,发出的光大多是蓝色的。而维多利亚多管发光水母的特别之处,是它们发绿光。其实,维多利亚多管发光水母也有个发蓝光的过程,这是由其体内的发光蛋白“水母素”发出来。水母素的发光条件很复杂:
1962年,日本科学家下村脩(Osamu Shimomura)和美国科学家约翰逊(Frank H. Johnson)发现并纯化了水母素。图片:Chidananda N. K. / Int. J. Mol. Sci. 2014
很多动物的荧光都是到此为止,但维多利亚多管发光水母不同。水母素所发出的蓝色荧光,会被发光器中的绿色荧光蛋白(简称GFP)吸收,并由后者发出绿色的荧光。
发出绿光的维多利亚多管水母。图片:igem.org
它和荧光标记的那些事
GFP在下村脩和约翰逊提纯水母素的时候就被发现了,但直到1974年,GFP才被提取出来。与发光条件复杂的水母素不同,GFP只需要紫外线和蓝色光的照射就能发出绿色的光。
发出绿光,就是这么简单。图片:hablandodeciencia.com
生物学家注意到了这个特殊性质,把GFP用于细胞标记,人们终于能够观察到细胞分化的过程!美国华裔科学家钱永健(Roger Y. Tsien)更把GFP改造得能够发出所有彩虹颜色,使科学家们能够在同一时间追踪不同组织细胞的发生发育过程。
1994年,美国科学家马丁·查尔菲(Marty Chalfie)成功将GFP的基因在秀丽线虫体内表达出来。图片:nobelprize.org
钱永健实验室用不同颜色标记的细菌在培养基上画的“画”。图片:twimg.com
现今,科学家已经能够通过荧光标记技术,观察到过去无法观察到的生命过程,好比列文虎克(Anton van Leeuwenhoek)在17世纪制造出显微镜一样——GFP打开了进一步发现世界的新大门。2008年,三位对GFP的发现和发展有重大贡献的科学家被授予了诺贝尔化学奖。
透明可爱的小生物,让荧光标记成为可能。图片:Alexander Semenov auf boredpanda
维多利亚多管发光水母,这个诺贝尔奖得主(的研究对象),你记住了吗?
抢走AI键盘的日历娘
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