在正常光线下,南美圆点树蛙 (Hypsiboas punctatus) 呈现出柔和的绿色、黄色和红色调。但调暗灯光并打开紫外线照明,这种小小的两栖动物就会发出明亮的蓝色和绿色光芒。
吸收短波长光并以较长波长重新发射的能力称为荧光,这在陆地动物中很少见。到目前为止,这在两栖动物中闻所未闻。研究人员还报告说,圆点树蛙使用的荧光分子与在其他动物中发现的完全不同。该团队于 3 月 13 日在《美国国家科学院院刊》上发表了这一发现1。
由于荧光需要吸收光,因此它不会在完全黑暗中发生。这使得它与生物发光不同,生物发光是生物体通过化学反应发出自身的光。许多海洋生物会发出荧光,包括珊瑚、鱼类、鲨鱼和一种海龟(玳瑁海龟,Eretmochelys imbricata)。在陆地上,以前只在鹦鹉和一些蝎子身上发现过荧光。尚不清楚动物为什么具有这种能力,尽管解释包括交流、伪装和配偶吸引。
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研究人员最初认为他们可能会在这些青蛙身上发现红色荧光,因为它们含有一种名为胆绿素的色素。通常,胆绿素会使两栖动物的组织和骨骼变成绿色。然而,阿根廷布宜诺斯艾利斯大学的爬虫学家卡洛斯·塔博阿达说,在某些昆虫中,与胆绿素结合的蛋白质会发出微弱的红色荧光。但在圆点树蛙中,胆绿素被证明是虚惊一场。
盛装打扮,引人注目
当塔博阿达和他的同事们用 UVA 手电筒(或黑光灯)照射在阿根廷圣达菲附近采集的圆点树蛙时,他们惊讶地发现这些动物发出了强烈的蓝绿色光芒,而不是微弱的红色。“我们简直不敢相信,”该研究的合著者、同样在布宜诺斯艾利斯大学的爬虫学家朱利安·费沃维奇说。
动物淋巴组织、皮肤和腺体分泌物中的三种分子——hyloin-L1、hyloin-L2 和 hyloin-G1——是绿色荧光的成因。这些分子包含环状结构和碳氢链,在动物中已知的荧光分子中是独一无二的。该研究的合著者、巴西圣保罗大学的化学家诺贝托·佩波林·洛佩斯说,最接近的类似分子存在于植物中。
新描述的荧光分子发出令人惊讶的光量,提供的可见光量约为满月的 18%——足以让相关的青蛙物种看到。关于圆点树蛙的视觉系统或光感受器几乎一无所知,因此塔博阿达计划研究这些,以确定青蛙是否能看到自己的荧光。
“我认为这很令人兴奋,”纽约城市大学巴鲁克学院的海洋生物学家戴维·格鲁伯说,他和他的同事在 2015 年发现了玳瑁海龟的荧光(参考文献 2)。“它提出了比解答更多的问题,”他说——包括荧光的生态和行为功能。
费沃维奇希望在其他 250 种具有像圆点树蛙一样半透明皮肤的树蛙物种中寻找荧光。他希望他不是唯一一个这样做的人:“我真的希望其他同事会对这种现象非常感兴趣,他们会开始带着紫外线手电筒去野外,”他说。
本文经许可转载,最初于 2017 年 3 月 13 日发表。