陸地上會發光的生物少嗎?
或許你會覺得不少,甚至已經躍躍欲試想要舉例,不過還是先等一等,我們這里所說的“發光”是有前提的。目前陸地上已知的發光生物的確有不少,但其所發出的光可以分為兩類,一類為“熒光”,另一類為“自發光”。熒光生物的體內存在著熒光蛋白,這些蛋白可以吸收特定波段的光,然后再向外釋放另一種波段的光,整個過程基本不需要消耗額外的能量,不會給生物自身帶來額外的負擔,所以大多數的陸地發光生物采用的都是這種模式。
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螢火蟲雖然名字里有“螢火”二字,但它卻不是熒光生物,它是自發光的。
在螢火蟲腹部末端的發光器里存在著兩種特殊的物質,它們是“熒光素”和“熒光素酶”,當氧氣通過呼吸系統進入發光器之后,在熒光素酶的催化作用下,熒光素會與氧氣結合,并與細胞內的三磷酸腺苷發生反應,進而釋放出可見的光,因為這個過程幾乎不產生熱量,所以螢火蟲所發出的光就是“冷光”,看起來與熒光生物類似,但其實它是實實在在的自發光生物。
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三磷酸腺苷是細胞內的能量分子,也就是說螢火蟲發光的過程要消耗自身的能量,這其實就是將生物體內在的化學能通過特定的形式轉化為了光能,所以螢火蟲發光是要耗能的。
能量對于野生動物而言是非常寶貴的,而能量的獲取往往又不是一件容易的事情,因此除非能夠產生特別大的生存優勢,否則生物的演化趨勢都是趨向于“節能”的。也正是因為這個原因,所以陸地上能夠自發光的生物是非常少的,螢火蟲算是一個特例。
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然而,自發光的生物雖然在陸地上十分罕見,但在海洋中卻比比皆是。
目前海洋中所有會發光的生物中,具備自發光能力的生物大概占到了50%,而在深海區域,自發光生物的比重更是超過了90%。為什么會這樣呢?一種觀點認為“發光”會給深海生物提供極大的生存優勢,掠食者可以通過發光來誘捕獵物,而處于弱勢地位的生物也可以通過突然發光,來驚嚇和驅離捕食者。孤立地來看,這種說法是有道理的,但這種優勢本質上是黑暗賦予的,而黑暗不止深海里有,陸地上也有。
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在陸地上,黑暗與光明各占據一半的時間,有很多動物都是在夜晚活動的,而在南北極地區,更是會出現長時間的極夜現象,此外,陸地上的洞穴生態系統更是終日處于黑暗之中,一點也不比深海的情況好。
也就是說,在這些黑暗的環境下,海洋生物可以通過發光獲得的生存優勢,陸地生物一樣也可以,可陸地上就是沒有像海洋中一樣演化出那么多的自發光生物,這一點著實令人費解。是陸地生物演化的時間不夠長嗎?也不是。
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生命起源于海洋,海洋生物的演化時間自然是比陸地長,但發光這種能力所需的演化時間其實并不長。
有一種解釋似乎較為合理,生物的自發光過程本質上是一種生物化學反應,這個反應過程中除了會產生光,還會產生一些副產品,這些副產品對于生物本身而言是有害的,但這一問題大海可以幫助解決,因為海水能夠幫助生物迅速清除或稀釋這些有害物質,減少它們對細胞的毒害作用,而陸地生物就不同了,因發光而生成的有害物質不能及時排出,長期在身體中積聚會帶來嚴重的健康問題。當然,這也只是一種猜想。
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