植物為什么會發光

文｜王貞虎

植物為什么會發光

文｜王貞虎

在電影《阿凡達》中，男主角杰克初次到達潘多拉星球時，被許多如發光水母一樣的“希望樹”的種子所包圍。這里真是一片發光的植物世界，處處閃耀著星光的的參天巨樹、到了晚上發出耀眼光芒的花草、蘑菇……種種奇妙美景，把人們帶進一片奇幻的自然美景中。

那么，在現實中，也有夜晚會發光的植物嗎？答案是：有的！

“路燈草”可以說是發光植物中的佼佼者，別看它個頭小，它所發出的光亮甚至能與路燈相媲美

讓柳樹發光的假蜜環菌

若干年前，在江蘇丹徒縣，人們發現了幾株會發光的柳樹。白天，這些在田邊的腐朽樹樁絲毫不引人注目，可是到了夜間，它卻閃爍著神秘的、淺藍色的熒光，即使風狂雨猛、酷暑嚴寒也經久不息。縣里出了這樣稀奇的事，人們對此都感到很好奇，對于熒光的來源也眾說紛紜。

后來，經過研究，生物學家們解開了疑團——原來，會發光的不是柳樹本身，而是一種寄生在它身上的真菌——假蜜環菌。這種真菌在蘇、浙、皖一帶分布很普遍，專找一些樹樁安身。平時，長得像棉絮一樣的白色菌絲體吮吸著植物的養料，吃飽了就得意地閃著光!

那么，假蜜環菌為什么能發光？生物學家們研究發現，假蜜環菌的菌絲侵染了木材纖維以后，能分泌一些能分解木材的酶，這些酶可以將纖維素、木質素轉化為真菌能夠吸收的小分子物質，比如葡萄糖、酚類等各種營養物。假蜜環菌的菌絲細胞得到這些食物后就開始不停地繁衍、長大，同時積累大量能夠用來產生熒光的物質。這些帶熒光的物質在熒光酶的催化作用下進行生物氧化，并把化學能轉化為光能，就成了我們所看到的生物光了。

澳大利亞草原上生長的一種叫星菊菌的蘑菇，同樣也擁有發光的本領。當它的孢子隨著氣流漂泊時，閃著熒光的孢子就像一條變化莫測的彩帶，能照亮周圍大片的地區。在巴西熱帶森林里，還生長著一種鬼筆菌。在夜幕降臨后，它就會發出一種綠寶石般的熒光令人目眩。

為什么蘑菇能發光呢？科學家經過研究，從發光蘑菇的細胞組織中分離出了熒光素和熒光酶，這樣就揭開了發光蘑菇的秘密所在。研究人員還發現，發光蘑菇的光亮度及其持久性受到環境溫度及水分的制約，同時，也會隨蘑菇本身的營養條件及衰老狀態的改變而變化。

那么，發光蘑菇為什么要發光呢？研究者認為，蘑菇利用發光的方式以吸引夜飛的昆蟲，來幫助傳播孢子。

甲藻，讓腳印發光

100多年前，入侵新幾內亞島的荷蘭遠征軍為了防止土著人襲擊，在沿海處建立了一座城堡。一天晚上，烏云密布，風雨交加，一個荷蘭士兵前去海邊查看船只是否拴牢。這時，城堡上的人驚奇地發現，他走過的沙灘上留下了一串可怕的亮腳印。于是，大家懷疑他是魔鬼，或者會什么巫術，就派人悄悄跟蹤這個士兵，可奉命前去跟蹤的人也留下了同樣的亮腳印。后來，這種現象又陸續發生了幾次。于是人們這才知道，凡是風雨之夜，無論誰在沙灘上行走，都會發生同樣的情況。

可是，究竟是什么在發光呢？這個問題，直到20世紀80年代，人們才得到答案——原來，這是一種甲藻在“作祟”。

甲藻是一種藻類植物，細胞內含有熒光酶和熒光素，平時不顯得特別，一旦被觸動、受到刺激或氧氣十分充足時，便會產生光亮。風雨之夜，當甲藻被海浪沖上沙灘后，由于雨水的浸潤，沒有馬上死去，這時如果有人在沙灘上行走，甲藻受到腳踩的刺激后，便會重新發光，發光的腳印就是這樣產生的。

“不夜城”和“燈籠樹”

以上種種，都是一些低等植物的發光。

高等植物中也有會發光的。南非有一種叫做“不夜城”的蘆薈，到了晚上，就會有許多密密麻麻的小白光從植株身上閃出來。但假蜜環菌、星菊菌或甲藻不同，發光并非是“不夜城”的與生俱來的先天本領，而是和人為因素有關——原來，當地人知道這種植物對磷和鈣有特殊的喜好，于是就在土壤中加入大量的磷和鈣。“不夜城”吸收這兩種物質后，植物葉面上那些角質層上的白刺，就會在黑暗里發出光來。

不過，據花卉愛好者透露，讓“不夜城”發光，還有另一個更簡單的方法，就是在蘆葦肉質刺上涂抹熒光劑，并經常用含有熒光劑的水澆，經過如此處理后，其肉質刺就會在黑暗的環境中發光。

江西井岡山地區還有一種會發光的“燈籠樹”，這種樹為常綠闊葉樹，跟“不夜城”發光的原理一樣，也是葉子里含有大量的磷。這些磷釋放出來以后，會和空氣中的氧氣結合成為磷火，磷火能放出一種沒有熱度、也不能燃燒、但有光亮的冷光。這些冷光，雖然白天看不見，但在晴朗無風的夜晚，它們就會聚攏起來，仿佛懸掛在山間的一盞盞燈籠，所以當地人又叫它“鬼樹”。

古巴還有一種美麗的發光植物，每當黃昏時花朵才開始綻放。這種花的花蕊中聚集了大量的磷，微風吹過，花蕊便星星點點地閃爍出明亮的異彩，仿佛無數螢火蟲在花蕊間翩翩起舞。有意思的是，一旦黑夜逝去，這種花就像完成了使命，很快就凋謝了。

非洲岡比亞南斯明草原上，有一種名叫“路燈草”的植物，可以說是發光植物中的佼佼者。別看它個頭小，它所發出的光亮，甚至可以與路燈相媲美。路燈草的葉片表面有著一層像銀霜一樣的晶珠，富含磷。每當夜幕降臨，這種草便閃閃發光，把周圍的一切照得十分清晰，所以，當地居民常常把這種小草移到家門口充當“路燈”。

如今，加州大學的生物學家正利用一種特殊的內切割酶嫁接技術培育人工發光植物。他們把螢火蟲細胞核內的發光基因“剪”下來，并用聯接酶將其“縫合”到一種作為移植媒介的細菌身上，經過培養再讓它感染煙草植株。這些植物長成后，就成了一株株發光植物，夜晚降臨，它們就發出一片紫藍色的熒光。不過，這藍光，只能在儀器下看到。（責任編輯/余風）

作者系本刊特約撰稿人。