佛羅里達(dá)州立大學(xué)研究生對(duì)熒光蛙的研究充滿(mǎn)熱情

Courtney Whitcher 一直熱愛(ài)生物學(xué)并了解事物的運(yùn)作方式。

她幾乎不知道自己會(huì)對(duì)生物熒光世界和兩棲動(dòng)物世界產(chǎn)生興趣。

“然后一只生物熒光青蛙將我的兩個(gè)世界聯(lián)系在一起，”她說(shuō)。

作為佛羅里達(dá)州立大學(xué)生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)的博士候選人，Whitcher 確實(shí)進(jìn)入了一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域。她最近前往南美洲進(jìn)行為期一個(gè)月的短途旅行，訪問(wèn)了厄瓜多爾、哥倫比亞、秘魯和巴西的八個(gè)地點(diǎn)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(gè)精心設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，用于揭開(kāi)兩棲動(dòng)物熒光的神秘面紗。

FSU 生物科學(xué)系教授 Emily Lemmon 說(shuō)：“她正在解決新的研究問(wèn)題，這些問(wèn)題涉及使用昂貴的最先進(jìn)設(shè)備前往熱帶雨林的偏遠(yuǎn)地區(qū)。” “只有一個(gè)有組織天賦和絕對(duì)堅(jiān)定的學(xué)生才能克服她為開(kāi)展這項(xiàng)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(gè)意外——有人用黑光紫外線燈照射青蛙，然后進(jìn)行了兩次拍攝。

迄今為止，對(duì)青蛙生物熒光的研究只記錄了幾個(gè)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(dòng)物的生物熒光多樣性，并試圖弄清楚這種熒光的機(jī)制和功能。

“在青蛙研究領(lǐng)域，我們對(duì)它們的叫聲進(jìn)行了大量研究，”她說(shuō)。“我們知道聽(tīng)覺(jué)線索很重要，但我認(rèn)為熒光特別可能是一種我們之前沒(méi)有研究過(guò)的被遺漏的視覺(jué)線索，它們也可以用來(lái)相互交流。”

當(dāng)您提到發(fā)光的物種時(shí)，大多數(shù)人會(huì)想到生物發(fā)光。它是由生物體內(nèi)產(chǎn)生的化學(xué)或生物反應(yīng)產(chǎn)生的。每一種生物發(fā)光的生物，如螢火蟲(chóng)或琵琶魚(yú)，都是通過(guò)相同的機(jī)制、分子和化學(xué)物質(zhì)來(lái)發(fā)光的。

當(dāng)較高能量波長(zhǎng)的光(例如紫外線或藍(lán)光)被吸收并隨后在活生物體中以較低能量波長(zhǎng)重新發(fā)射時(shí)，就會(huì)發(fā)生生物熒光，從而產(chǎn)生明亮的熒光顏色，包括藍(lán)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(zhǎng)的波長(zhǎng)或不同的顏色重新發(fā)射光，”Whitcher 說(shuō)。“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(lái)自環(huán)境的光。”

研究人員推測(cè)，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(gè)相對(duì)較新的研究領(lǐng)域，可以為從保護(hù)到生物醫(yī)學(xué)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?yàn)楹芏酂晒鈺?huì)吸收藍(lán)光。例如，2008 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位研究人員，以發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)從水母中分離出來(lái)的綠色熒光蛋白。

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

密歇根州圣克萊爾海岸的 Whitcher 在密歇根大學(xué)擔(dān)任本科生研究助理時(shí)發(fā)現(xiàn)了她對(duì)爬行動(dòng)物和兩棲動(dòng)物的熱情，在那里她著眼于增強(qiáng)血紅蛋白中的生物熒光以用于人類(lèi)醫(yī)學(xué)應(yīng)用。但她錯(cuò)過(guò)了與戶(hù)外活動(dòng)的聯(lián)系，這是她在高中去哥斯達(dá)黎加熱帶雨林旅行時(shí)培養(yǎng)的一種熱愛(ài)。