植物为什么会发光

文｜王贞虎

植物为什么会发光

文｜王贞虎

在电影《阿凡达》中，男主角杰克初次到达潘多拉星球时，被许多如发光水母一样的“希望树”的种子所包围。这里真是一片发光的植物世界，处处闪耀着星光的的参天巨树、到了晚上发出耀眼光芒的花草、蘑菇……种种奇妙美景，把人们带进一片奇幻的自然美景中。

那么，在现实中，也有夜晚会发光的植物吗？答案是：有的！

“路灯草”可以说是发光植物中的佼佼者，别看它个头小，它所发出的光亮甚至能与路灯相媲美

让柳树发光的假蜜环菌

若干年前，在江苏丹徒县，人们发现了几株会发光的柳树。白天，这些在田边的腐朽树桩丝毫不引人注目，可是到了夜间，它却闪烁着神秘的、浅蓝色的荧光，即使风狂雨猛、酷暑严寒也经久不息。县里出了这样稀奇的事，人们对此都感到很好奇，对于荧光的来源也众说纷纭。

后来，经过研究，生物学家们解开了疑团——原来，会发光的不是柳树本身，而是一种寄生在它身上的真菌——假蜜环菌。这种真菌在苏、浙、皖一带分布很普遍，专找一些树桩安身。平时，长得像棉絮一样的白色菌丝体吮吸着植物的养料，吃饱了就得意地闪着光!

那么，假蜜环菌为什么能发光？生物学家们研究发现，假蜜环菌的菌丝侵染了木材纤维以后，能分泌一些能分解木材的酶，这些酶可以将纤维素、木质素转化为真菌能够吸收的小分子物质，比如葡萄糖、酚类等各种营养物。假蜜环菌的菌丝细胞得到这些食物后就开始不停地繁衍、长大，同时积累大量能够用来产生荧光的物质。这些带荧光的物质在荧光酶的催化作用下进行生物氧化，并把化学能转化为光能，就成了我们所看到的生物光了。

澳大利亚草原上生长的一种叫星菊菌的蘑菇，同样也拥有发光的本领。当它的孢子随着气流漂泊时，闪着荧光的孢子就像一条变化莫测的彩带，能照亮周围大片的地区。在巴西热带森林里，还生长着一种鬼笔菌。在夜幕降临后，它就会发出一种绿宝石般的荧光令人目眩。

为什么蘑菇能发光呢？科学家经过研究，从发光蘑菇的细胞组织中分离出了荧光素和荧光酶，这样就揭开了发光蘑菇的秘密所在。研究人员还发现，发光蘑菇的光亮度及其持久性受到环境温度及水分的制约，同时，也会随蘑菇本身的营养条件及衰老状态的改变而变化。

那么，发光蘑菇为什么要发光呢？研究者认为，蘑菇利用发光的方式以吸引夜飞的昆虫，来帮助传播孢子。

甲藻，让脚印发光

100多年前，入侵新几内亚岛的荷兰远征军为了防止土著人袭击，在沿海处建立了一座城堡。一天晚上，乌云密布，风雨交加，一个荷兰士兵前去海边查看船只是否拴牢。这时，城堡上的人惊奇地发现，他走过的沙滩上留下了一串可怕的亮脚印。于是，大家怀疑他是魔鬼，或者会什么巫术，就派人悄悄跟踪这个士兵，可奉命前去跟踪的人也留下了同样的亮脚印。后来，这种现象又陆续发生了几次。于是人们这才知道，凡是风雨之夜，无论谁在沙滩上行走，都会发生同样的情况。

可是，究竟是什么在发光呢？这个问题，直到20世纪80年代，人们才得到答案——原来，这是一种甲藻在“作祟”。

甲藻是一种藻类植物，细胞内含有荧光酶和荧光素，平时不显得特别，一旦被触动、受到刺激或氧气十分充足时，便会产生光亮。风雨之夜，当甲藻被海浪冲上沙滩后，由于雨水的浸润，没有马上死去，这时如果有人在沙滩上行走，甲藻受到脚踩的刺激后，便会重新发光，发光的脚印就是这样产生的。

“不夜城”和“灯笼树”

以上种种，都是一些低等植物的发光。

高等植物中也有会发光的。南非有一种叫做“不夜城”的芦荟，到了晚上，就会有许多密密麻麻的小白光从植株身上闪出来。但假蜜环菌、星菊菌或甲藻不同，发光并非是“不夜城”的与生俱来的先天本领，而是和人为因素有关——原来，当地人知道这种植物对磷和钙有特殊的喜好，于是就在土壤中加入大量的磷和钙。“不夜城”吸收这两种物质后，植物叶面上那些角质层上的白刺，就会在黑暗里发出光来。

不过，据花卉爱好者透露，让“不夜城”发光，还有另一个更简单的方法，就是在芦苇肉质刺上涂抹荧光剂，并经常用含有荧光剂的水浇，经过如此处理后，其肉质刺就会在黑暗的环境中发光。

江西井冈山地区还有一种会发光的“灯笼树”，这种树为常绿阔叶树，跟“不夜城”发光的原理一样，也是叶子里含有大量的磷。这些磷释放出来以后，会和空气中的氧气结合成为磷火，磷火能放出一种没有热度、也不能燃烧、但有光亮的冷光。这些冷光，虽然白天看不见，但在晴朗无风的夜晚，它们就会聚拢起来，仿佛悬挂在山间的一盏盏灯笼，所以当地人又叫它“鬼树”。

古巴还有一种美丽的发光植物，每当黄昏时花朵才开始绽放。这种花的花蕊中聚集了大量的磷，微风吹过，花蕊便星星点点地闪烁出明亮的异彩，仿佛无数萤火虫在花蕊间翩翩起舞。有意思的是，一旦黑夜逝去，这种花就像完成了使命，很快就凋谢了。

非洲冈比亚南斯明草原上，有一种名叫“路灯草”的植物，可以说是发光植物中的佼佼者。别看它个头小，它所发出的光亮，甚至可以与路灯相媲美。路灯草的叶片表面有着一层像银霜一样的晶珠，富含磷。每当夜幕降临，这种草便闪闪发光，把周围的一切照得十分清晰，所以，当地居民常常把这种小草移到家门口充当“路灯”。

如今，加州大学的生物学家正利用一种特殊的内切割酶嫁接技术培育人工发光植物。他们把萤火虫细胞核内的发光基因“剪”下来，并用联接酶将其“缝合”到一种作为移植媒介的细菌身上，经过培养再让它感染烟草植株。这些植物长成后，就成了一株株发光植物，夜晚降临，它们就发出一片紫蓝色的荧光。不过，这蓝光，只能在仪器下看到。（责任编辑/余风）

作者系本刊特约撰稿人。