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揭蓝色"星星海滩"之谜 神秘荧光生物造幻境(图)

http://www.kexue.com 2013-11-20 12:10:46 新浪环球地理  发表评论


在美国加利福尼亚州恩西尼塔斯的Leucadia近海,生物发光的浮游植物赋予了赤潮一种迷人的色彩

在佛罗里达州大沼泽地市的一个沙滩上,无数被冲到沙滩上的浮游植物散发出柔和的蓝色光

  在马尔代夫的Vaadhoo岛,散落的蓝色光亮看起来就像是星空映照在沙滩上。这些光亮,其实是海浪中潜藏的生物荧光,由海洋浮游植物所产生。如今,科学家认为他们已经了解隐藏在这些神奇光亮背后的奥秘。

  来自哈佛大学的生物学家、生物荧光专家伍德兰德-黑斯廷斯(Woodland Hastings)说,在世界各大洋中,有多种浮游植物都具有发出生物荧光的能力。他说:“我曾经横跨过大西洋和太平洋,从未见到一处没有生物发光的地方,也没有哪天晚上看不到生物发光现象。”

  海洋中由浮游植物产生的生物荧光现象通常是来自甲藻。在黑斯廷斯近日合作发表的一项研究中,科学家第一次确认了甲藻细胞膜上具有能够对电信号产生反应的特殊通道,这可能是藻类能够发出独特荧光的潜在机制之一。

  2011年9月,在美国加利福尼亚州恩西尼塔斯的Leucadia近海发生了一次赤潮事件,浮游植物发出的荧光点亮了翻卷的海浪。赤潮在世界各地海域都有发生,由大规模的藻类爆发所引起,在白天的时候通常呈现为锈红色。一些赤潮中,含有大量在受到扰动时能发出荧光的浮游植物。

  在去年十月份发表于《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的一项研究中,科学家确定了在甲藻细胞中存在只允许质子——携带正电荷的颗粒——通过的通道。“新发现的这个通道恰好是触发闪光所需要的条件,”来自芝加哥拉什大学,同样参与了这项研究的电生理学家托马斯-迪卡西(Thomas DeCoursey)说,“如果你将甲藻上的这一通道替换成人类、小鼠或蜗牛细胞上(相应)的通道,发光就不会产生。”

  科学家称,当甲藻漂浮的时候,周围海水的运动会将电信号传送到甲藻细胞中一个充满了质子的部分。这些电脉冲打开了对电压敏感的质子通道,激发出一系列化学反应,并最终激活一个名为荧光素酶(luciferase)的蛋白质,从而发出蓝色的荧光。

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