火蜥蜴和青蛙用秘密超能力点亮世界

一项新的研究表明,测试的每种两栖动物都具有在蓝色或紫外线光下发出荧光的能力

高山鬣螈 (Ichthyosaura alpestris) 在蓝光下呈现霓虹绿色。

詹妮弗·Y·兰姆和马修·P·戴维斯

火蜥蜴通常过着安静、经常是夜间的生活方式,乍一看可能显得平平无奇。但在另一种光线下观察,它们会发出耀眼的光芒。

一项新的研究发现,事实证明,火蜥蜴和许多其他两栖动物都具有重新发出它们吸收的光的能力,这种现象被称为生物荧光。这项研究表明,这种特性在这些动物中比任何人想象的都要普遍。“即使在那些没有明亮、大胆图案的群体中——在那些原本颜色暗淡或呈杂色棕色的动物中——你仍然会在某种程度上获得荧光,”圣克劳德州立大学的生物学家詹妮弗·Y·兰姆说,她是周四发表在《科学报告》上的这项研究的合著者。

生物荧光发生在蛋白质或其他细胞成分吸收一种波长的光,然后以更长的波长重新发射出来时。研究合著者、同样是圣克劳德州立大学生物学家的马修·P·戴维斯说,生物学家早就知道水母等海洋生物具有这种能力。在过去的五年里,他和其它科学家发现,许多硬骨鱼也能产生这种超凡脱俗的光芒。


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然而,对于陆生动物的生物荧光研究尚不充分。2017 年发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文确实在一种圆点南美树蛙中发现了生物荧光。2018 年发表在 Herpetological Review. 上的一份报告也提到东部红背火蜥蜴 (Plethodon cinereus) 具有荧光。鉴于迄今为止的研究有限,兰姆和戴维斯希望更仔细地研究两栖动物在这方面的能力。

像这只克兰韦氏角蛙 (Ceratophrys cranwelli) 这样的两栖动物的绿色生物荧光可能有助于生物学家在野外黑暗条件下发现物种。图片来源:詹妮弗·Y·兰姆和马修·P·戴维斯

这两位科学家采取了更全面的方法来寻找发荧光的物种,研究了来自野外、宠物店和芝加哥谢德水族馆的标本。他们测试了来自 8 个火蜥蜴科、5 个青蛙科和 1 个蚓螈科的 32 种两栖动物。这些动物暴露在蓝色和紫外线光下,并观察是否有任何可能突然出现的明亮图案。“你永远不知道你可能会得到什么,”戴维斯说。结果表明,每个物种都发出生物荧光。

有时荧光非常引人注目,例如在东部虎纹钝口螈 (Ambystoma tigrinum) 中。在白光下,其带有黄色斑点的黑色身体已经足够引人注目。当发出荧光时,斑点会爆发出一种超凡脱俗的绿色。中国火腹蝾螈 (Cynops orientalis) 的腹部具有生动的生物荧光图案,名副其实。而 Typhlonectes natans一种普通的棕色蚓螈,看起来有点像类固醇类固醇上的蚯蚓,呈现出绿黄色的光芒。这种荧光在各个科中的存在表明,它是两栖动物早期进化史中的一种特征,研究人员说。

他们还发现,一些两栖动物幼虫会发出荧光,一些物种的粘液状分泌物和尿液也会发出荧光。即使是大理石纹钝口螈或 Ambystoma opacum 的脚趾的细小骨骼也会发光(戴维斯说,这种效果可能是骨骼中矿物质的结果)。兰姆说,皮肤或分泌物中的蛋白质可能可以解释其他一些荧光现象。

兰姆说,两栖动物有可能在某些自然条件下发出荧光——尤其是在黎明和黄昏时,当时环境光主要为蓝色。也许并非巧合的是,黎明和黄昏是许多两栖动物物种最活跃的时候,尽管该团队尚不确切知道这些动物如何利用它们的光芒。马里兰大学的生物学家凯伦·利普斯说,这可能有助于它们交流或寻找配偶,她专门研究两栖动物,但没有参与这项新的研究。“我认为这说明的是,‘哇,有很多我们没有注意到的事情正在发生,’”她补充道。

从这个意义上说,生物荧光可能是野生动物生物学家的福音。兰姆指出,植被在蓝色或紫外线光下往往会发出红色荧光,而大多数两栖动物则发出绿色荧光。“可能我们可以使用夜间调查中的荧光来尝试检测其中一些个体,因为它们正处于活跃状态并过着正常的日常生活,”她说。如果是这样,两栖动物的秘密生活可能会以鲜艳的色彩展现出来。

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