编者的话
光是万物之源,光学是人类最早着手研究的科学之一,无数光学研究者将毕生精力投入光学,才形成了现在的光学学科。
目前,中国唯一的国家级光学专业科技馆——长春中国光学科学技术馆(由长春理工大学代建代管),是一个以“科技之光·引领未来”为主题,以普及光学知识、展示光学科技成果、推动光学科技发展、促进光学科技国际合作交流为社会使命的光学科技场馆。
日前,长春中国光学科学技术馆与长春理工大学党委宣传部联合策划推出“与光同行”栏目,于周末科普一个“光学知识”,带领大家走进“光”的世界。
本期“与光同行”,讲述的是生物发光的奇妙原因和作用。
生物发光的奇妙原因和作用
你是否曾经在夜晚看到过一闪一闪的萤火虫,或者在海边看到过海水被搅动时发出的蓝色光芒?这些光芒让我们感到惊奇和美丽,但你知道它们是怎么发出来的吗?其实,不只是萤火虫和海水,还有很多其他的动物也可以自己发光,比如水母、海葵、鱼类、甲壳类等。它们为什么会发光呢?发光对它们有什么帮助呢?让我们一起来探索一下这些奇妙的生物吧!
生物发光的原理
生物发光,是指一些生物能够通过化学反应产生光线的现象。这种化学反应通常需要两种物质:一种是蛋白质,另一种是酶。当这两种物质在特定的条件下结合时,就会释放出能量,形成光子。
有些动物可以自己产生这两种物质,比如萤火虫。它们的身体里有一种特殊的蛋白质和酶。萤火虫可以通过控制这两种物质反应的速度和强度,调节自己的亮度和颜色。
有些动物不能自己产生这两种物质,但可以利用其他生物的发光能力,比如水母。它们的身体里寄居着一种能够发光的细菌,细菌可以通过蛋白质和酶的反应发光。水母通过刺激或收缩自己的身体,控制细菌的发光。
还有些动物可以利用外界的光线,通过特殊的结构或色素来改变或增强光线的效果,比如海葵。它们的身体里含有一种能够改变光线波长的蛋白质,可以吸收紫外线或蓝色光线,然后发射绿色或红色光线。
生物发光的作用
不同的动物可能有不同的目的,比如吸引配偶、捕捉猎物、防御敌人、与同伴沟通等。
吸引配偶:一些动物靠发光来找到异性并进行交配。比如萤火虫,它们通过不同的闪烁频率和模式来传递信息和信号。
捕捉猎物:一些动物利用发光来诱惑或照亮猎物,比如鮟鱇鱼。它们使用头部悬挂的发光器吸引趋光性或好奇心强的小鱼或虾类靠近,然后张开大嘴将其吞入。
防御敌人:一些动物借助发光来威慑或迷惑敌人,比如头足类和海洋节肢动物。它们可以朝捕食者喷射发光化学物质或大量的发光细菌,像墨汁那样干扰捕食者的视觉,并趁机逃走。
与同伴沟通:一些动物通过发光来与同类交流或协作,比如细菌和头足类。一些共生菌在共生对象体内达到一定浓度后才启动发光,可以吸引更多细菌加入;一些头足类可以用身上不同位置和形状的发光器来传递信息或情绪。
生物发光是一种神奇而美丽的现象,它让我们看到了大自然的多姿多彩和无穷创意。生物发光对自身来说,是一种重要的生存和繁衍的手段;对人类来说,是一种有趣和有益的学习和探索的机会。让我们用一颗好奇和敬畏的心,去欣赏和了解这些会发光的生物吧!