法国科学家致敬“囊萤夜读”.doc

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1、法国科学家致敬“囊萤夜读”向古籍学习，屮为洋用“囊萤夜读”讲的是大家耳熟能详的一个故事：晋朝人车胤小时候家境贫寒，不能经常得到汕灯看书。夏天的夜晚，他就捉几十个萤火虫装进袋子，照着书本，夜以继日地学习着，自此学识与FI倶增。车胤长大后知识广搏，被任命为吏部尚书。法国生物学家桑德拉读到《晋书》上这段小故事，突发奇想，能不能直接用发光生物为城市提供夜间照明，代替电能点亮夜空。随后，她在实验室内通过将萤火虫的一个基因植入一种拟南芥体内，成功使拟南芥发光，她本人也成为了法国生物发光领域先驱之一。其实，很早以

2、前南美洲的印第安人就开始使用能发光的昆虫光叩甲照明了。生活在16世纪的西班牙历史学家冈萨洛?费尔南德斯曾在著作中提及这些昆虫，他记载当地人把它们装在笼子里，用于室内照明。那么，为何等了6个世纪重新想到走生物照明的路呢？这是因为生物发光长久以来一直神秘莫测。人类很早便己记录了这一现象，无论主角是昆虫、细菌还是真菌。关于生物发光的化学解释出现在1887年，法国生物学家拉法耶尔？迪布瓦这样描述：存在于某些生物的细胞屮或者直接存在丁某些生物表皮中的一种分子（焚光素）在一种酶（焚光素酶）的作用下与氧结合释放出

3、光子，于是产生了光。但研宂人员仍然无法从生物学角度给出解释。为什么有些发光生物可以全天24小时发光而另外一些却只在黑暗的环境下发光？为什么发光的强度会因为物种的不同而不同？所幸，对生物发光遗传机制的研宄，终于在最近20年取得了突破性进展。相关部门开始认真考虑大范围使用发光生物进行照明了。发光基因，巧制“生物灯”夜幕降临、墨色弥漫，我们打开房里的灯，点亮我们城市的时候，是否该想想，怎样才能有效地限制光污染，并避免能源浪费呢？目前，在城镇中普遍的做法是使用低能耗的LED灯和可以根据时间及人流调整光照强度

4、的智能灯。然而，对目前照明系统的改革完全可以走得更远！想象一下，灌木丛、隔离带和道路两旁的大树都变成了生物灯，在一直发光……人间仙境！不过，还有最后一道难关需要攻克：目前研宄的生物灯尚不足以用来照明，或只能在无法大规模复制的试验环境下发光。这是因为大部分的发光物种是海生的，生活在海屮90%的深海种群都可以发光。由于深海屮阳光照射不到，成了黑暗的世界，发光是海洋生物必备的生存技能。在海洋的200米深处，就伸手不见五指了，到1500米以下更是一片黑暗。但在海洋深处也生活着大量的海洋生物，水母摇动着透明的

5、大伞，伞边与触手上的点点荧光，随着身体冉冉游动；盾状的翻车鱼，在深黛的海幕上下翻滚，绿、黄、蓝、白、红的光点，辉映出团团的彩虹；大乌贼像一支支火箭，腹部一对锈红的光柱，同腹部的青光、两眼的蓝光，闪烁成一个个火流星；金眼鲷打着电压不足的“手电筒”，发出一道道黄光；乒乓球大小的夜光虫，像一只只蓝绿宝石，在海水中来回穿梭，它们是深海鱼儿的美食；安康鱼顶着有倒刺的“钓杆”，刺上变幻着柠檬、红色、蓝色或白色的光点，在海水中左右摇动，吸引贪食的鱼儿上钩；夜光螺在海底缓缓爬动，贝壳边缘的绿光吸引着深海的小虫；海水

6、中忽明忽暗如降落的烟花，又如同被踩碎的萤火虫尾巴，这是各种发光的细菌。发光是海洋生物的选择性适应，是大自然给海洋生物的奖赏，是海洋生物同深海水环境亿万年磨合的精巧。针对生物灯的研发，众多研宄团队跃跃欲试，想要越过这最后一道难关。他们成竹在胸：合成生物学的出现让我们能够把某一物种的发光能力转移到其他物种身上。美国纽约州立大学的研宄人员采用并不发光但易于栽培的烟草属植物（从最常见的烟草到花烟草）做实验，在它们的动力工厂叶绿体屮植入一段海生发光细菌的DNA序列。结果怎样？成功获得发光基因的植物可以24小时

7、不间断地自主发光，并持续数月。但目前这类植物发出的光线仍然极其微弱：只有在黑暗中才能看?一星微光，亮度仅数流明，远不及一个40瓦白炽灯泡亮（400流明）！但这无妨科研人员积极调整方案，毕竟生物灯的原理已经掌握明晰，随着科学的不断进步，实验室所得植株的发光亮度也会越来越高。由于0前仍处于保密阶段，外界所知甚少。但相信未来四到五年内科学家将会培育出可用于照明的植物，甚至足够照亮街道的大树！虽然技术方面还存在挑战，但科学家认为在这方面没有解决不了的问题，只是时间问题。如前文所述，法国生物学家桑德拉团队己经

8、通过将萤火虫的一个基因植入一种拟南芥体内，并成功使其发光。10年之内，取代传统照明？针对能在10年之内研发出可以大范围代替电力进行照明的植物，科学界还持有怀疑态度。在使用生物发光进行户外照明这一点上科学家表现得十分谨慎，因为目前提升亮度的瓶颈还无法解决，但生物发光的确存在一定的商业前景。另有一条研发路线中期来看似乎是可行的，就是可以将这些植物用于需要长明光源但对照明亮度要求不高的地点或室内。说白了，就是开发生物夜灯或其他基于生物发光的补充照明设备。这一思路启发了两支欧