佛羅里達州立大學研究生對熒光蛙的研究充滿熱情

Courtney Whitcher 一直熱愛生物學并了解事物的運作方式。

她幾乎不知道自己會對生物熒光世界和兩棲動物世界產(chǎn)生興趣。

“然后一只生物熒光青蛙將我的兩個世界聯(lián)系在一起，”她說。

作為佛羅里達州立大學生態(tài)學和進化生物學的博士候選人，Whitcher 確實進入了一個熱門領域。她最近前往南美洲進行為期一個月的短途旅行，訪問了厄瓜多爾、哥倫比亞、秘魯和巴西的八個地點以尋找生物熒光。

在那里，她拍攝了數(shù)千張照片，并建立了一個精心設計的數(shù)據(jù)庫，用于揭開兩棲動物熒光的神秘面紗。

FSU 生物科學系教授 Emily Lemmon 說：“她正在解決新的研究問題，這些問題涉及使用昂貴的最先進設備前往熱帶雨林的偏遠地區(qū)。” “只有一個有組織天賦和絕對堅定的學生才能克服她為開展這項工作所克服的所有障礙。”

第一次在青蛙身上發(fā)現(xiàn)熒光完全是個意外——有人用黑光紫外線燈照射青蛙，然后進行了兩次拍攝。

迄今為止，對青蛙生物熒光的研究只記錄了幾個不同的物種。Whitcher 的論文側(cè)重于發(fā)現(xiàn)和記錄多種青蛙和兩棲動物的生物熒光多樣性，并試圖弄清楚這種熒光的機制和功能。

“在青蛙研究領域，我們對它們的叫聲進行了大量研究，”她說。“我們知道聽覺線索很重要，但我認為熒光特別可能是一種我們之前沒有研究過的被遺漏的視覺線索，它們也可以用來相互交流。”

當您提到發(fā)光的物種時，大多數(shù)人會想到生物發(fā)光。它是由生物體內(nèi)產(chǎn)生的化學或生物反應產(chǎn)生的。每一種生物發(fā)光的生物，如螢火蟲或琵琶魚，都是通過相同的機制、分子和化學物質(zhì)來發(fā)光的。

當較高能量波長的光(例如紫外線或藍光)被吸收并隨后在活生物體中以較低能量波長重新發(fā)射時，就會發(fā)生生物熒光，從而產(chǎn)生明亮的熒光顏色，包括藍色、綠色和紅色。

“生物熒光生物不是自己產(chǎn)生光，而是從環(huán)境中獲取光，然后以更長的波長或不同的顏色重新發(fā)射光，”Whitcher 說。“你有生物發(fā)光的生物產(chǎn)生光，但更多的是在生物熒光中操縱來自環(huán)境的光。”

研究人員推測，生物熒光可以引誘獵物、吸引配偶、警告捕食者或提供偽裝，但這是一個相對較新的研究領域，可以為從保護到生物醫(yī)學研究的方方面面提供好處。

大多數(shù)其他生物熒光的例子都是在海洋環(huán)境中觀察到的，因為很多熒光會吸收藍光。例如，2008 年諾貝爾化學獎授予三位研究人員，以發(fā)現(xiàn)和開發(fā)從水母中分離出來的綠色熒光蛋白。

“熒光團和其他熒光分子用于成像和檢查人類醫(yī)學研究中的小分子相互作用，”Whitcher 說。“新熒光蛋白的發(fā)現(xiàn)可以增加醫(yī)學應用中用于研究阿爾茨海默病和癌癥等疾病的標簽的顏色范圍。這將提高研究人員對不同分子相互作用的理解，并影響對人類健康重要生物學方面的研究。”

密歇根州圣克萊爾海岸的 Whitcher 在密歇根大學擔任本科生研究助理時發(fā)現(xiàn)了她對爬行動物和兩棲動物的熱情，在那里她著眼于增強血紅蛋白中的生物熒光以用于人類醫(yī)學應用。但她錯過了與戶外活動的聯(lián)系，這是她在高中去哥斯達黎加熱帶雨林旅行時培養(yǎng)的一種熱愛。