萤火虫如何发光?中国科研团队揭示最新原理,通俗易懂的讲解让你秒懂!

2024-03-06 生活常识 关注公众号
    【中新网北京3月6日电】(记者 孙自法)在揭示生物世界神秘面纱的进程中,一项由中国科研团队主导的突破性遗传学研究引发了全球关注。北京时间3月6日凌晨,国际知名学术期刊《自然-通讯》发布了一篇深度论文,中国科研力量聚焦萤火虫这一自然界闪烁的微光精灵,揭示了其发光器官的发育机制以及如何精确调控发光过程的奥秘,进一步解析了负责萤火虫发光器发育与演化的遗传调控因子与过氧化物酶间的协同作用。
萤火虫为何能发光?中国科研团队最新研究揭晓机制    华中农业大学付新华教授,作为中国内地首位专注于萤火虫研究的博士及本篇论文的第一兼通讯,在接受访问时阐述,萤火虫腹部的发光器官——发光器(lantern),形态各异,幼虫阶段呈球形,而成虫则为带状或半圆形,且随着生命周期的变化,幼虫发光器会在成虫阶段消失并被成熟的发光器所替代。
萤火虫为何能发光?中国科研团队最新研究揭晓机制    图示中,繁星点点与萤火虫闪烁交相辉映,雄性雷氏萤振翅飞行,发出独特的闪光信号以寻找配偶,这一现象生动展示了萤火虫发光器的重要生态功能。萤火虫幼虫利用无规则闪烁的光信号警示潜在捕食者,而成虫则通过规律性的闪光传递求偶信息,其中部分珍稀种类如中国独有的穹宇萤和马来西亚红树林曲翅萤,甚至能发出同频闪光进行求偶交流。尽管萤火虫成虫发光器官的发育机制长期以来备受科学界的关注,但其内在原理却一直未能得到充分理解。
萤火虫为何能发光?中国科研团队最新研究揭晓机制    付新华教授团队携手成员朱馨蕾,在本次研究中破译了中国特有的珍稀水栖萤火虫——雷氏萤(Aquatica leii)基因组,并成功揭示了其成虫发光器官发育的秘密及生物发光背后的遗传学逻辑。研究揭示,昆虫发育过程中至关重要的同源异形框基因家族成员,对于这种成虫型发光器官的形成起着决定性作用。这些基因不仅协助发光器官在腹部体节精准定位,同时调控发光蛋白——萤光素酶的表达,并调控负责运输萤光素酶的过氧化物酶体转运蛋白,确保萤光素酶能够到达细胞内产生光亮的关键场所——过氧化物酶体。
萤火虫为何能发光?中国科研团队最新研究揭晓机制    璀璨星空下,萤火虫犹如流动银河中的点点繁星,在草地间翩翩起舞,它们的闪光构成了大自然和谐乐章的一部分。付新华总结道,这项最新研究成果将进一步深化人们对萤火虫如何精细控制发光器官发育及发光行为的理解。未来,他的研究团队将持续专注萤火虫发光器发育及其闪光控制机制的研究,期待能揭示出萤火虫闪光控制背后的分子机制,从而揭开更多自然界的奇幻秘密。(完)

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