有些蘑菇如何在黑暗中发光? » 科学ABC

小时候,我们中的许多人都会在卧室天花板上放置夜光塑料星星。我们还喜欢通过添加夜光元素来给油漆和衣服等平凡的物品带来一些变化。然而,我们并不是那个想出让物体在黑暗中发光的想法的物种。大自然多年来一直对各种各样的动物这样做。

遇到夜光蘑菇似乎是幻想世界中的场景,但实际上,有相当多的蘑菇可以发出可见光!

发光蘑菇晚上(照片来源:Petar B Photography/Shutterstock)

关于生物发光蘑菇的报道首次在数千年前被记录下来。亚里士多德将一块腐木上由于发光菌丝体而发出的神秘光芒描述为“冷火”。 17 世纪,一位荷兰医生注意到印度尼西亚当地人在夜间出行时如何使用发出蓝光的蘑菇作为手电筒。

在密克罗尼西亚,土著人在夜间出行时如何使用发出蓝光的蘑菇作为手电筒。佩戴这些发光蘑菇作为仪式舞蹈的头饰。他们还会把它涂在脸上来吓跑人们。在其他文化中,人们认为发光真菌是不祥之兆,会消灭它们(来源)!


为您推荐的视频:

蘑菇比植物更类似于人类吗?


什么是发光蘑菇?

在超过 100,000 种已知蘑菇物种中,科学家已识别出 80 多种发光蘑菇。这些蘑菇绝大多数属于 Omphalotus、蜜环菌或迈锡纳谱系。

这些蘑菇发出波长为 520-530nm 的绿光。蘑菇的发光部分包括子实体(菌盖和鳃)、菌丝体线或两者。例如,Omphalatus 和 Mycena 属蘑菇的子实体和菌丝体都可以发光,而只有蜜环菌属蘑菇的菌丝体可以发光。

生物发光 Mycena Chlorphos 蘑菇(照片来源:Wikimedia commons)

人们可能会认为这些蘑菇一生都会发光,但事实并非如此。它们仅在生命周期的特定时期发光。在其生命的剩余部分,蘑菇不会发出任何光芒。

年轻的子实体和菌丝体的光芒比成熟的子实体和菌丝体的光芒更亮。

另请阅读:为什么蝎子在黑暗中发光?

它们为什么发光?

一些蘑菇发光的原因是生物发光。这是一种现象,其中化学反应导致有机体产生并发光。反应过程中产生的能量转化为光。

生物发光动物(图片来源:Shutterstock)

萤火虫、蝎子以及水母和琵琶鱼等海洋动物通过类似的机制表现出生物发光。

另请阅读:为什么有些海滩在夜间发光?

是什么导致蘑菇中生物发光?

在蘑菇中,生物发光反应依赖于氧气。它涉及荧光素分子和荧光素酶之间的反应。

荧光素是发光生物体中有机化合物的总称。它在荧光素酶存在下通过氧化而发光。直到最近,生物发光蘑菇中涉及的荧光素类型还是未知的。一项研究确定荧光素为 3-氢xyhispidin。该化合物是通过一种名为 Hispidin 的真菌代谢物的氧化来生物合成的。

生物发光反应分两个阶段进行。首先,荧光素分子在荧光素酶存在的情况下与氧和 ATP 分子相互作用。这导致形成一种称为氧化荧光素的发光分子,它是荧光素和氧的组合。

真菌生物发光途径

该反应过程中产生的能量激发氧化荧光素分子中的电子。当氧化荧光素的电子返回基态时,分子开始衰变。能量释放导致光子发射,从而产生光。

大多数光源(例如灯泡)会发光,因为它们变得非常热。另一方面,蘑菇在不加热的情况下产生光,因为它只是化学反应的产物。因此,生物发光蘑菇发出的光被称为“冷光”。

蘑菇中生物发光的作用

各种理论试图解释蘑菇中生物发光的功能。Sivinski 进行的一项实验演示了跳虫和双翅目等节肢动物如何被光吸引-发射真菌。这些细菌可以帮助孢子传播,从而提高真菌物种的存活率。

因此,夜间发光的真菌物种在吸引孢子方面比不发光的蘑菇物种具有优势-传播昆虫。对于茂密的森林树冠下的蘑菇来说尤其如此,那里的孢子通过风传播的情况很少见。

与某些人可能认为的相反,蘑菇的发光并不一定意味着危险一些发光蘑菇,如日本侧耳 (Pleurotus japonicus) 是有毒的,而油橄榄 (Omphalotus olearius) 被认为是有毒致幻剂。然而,并非所有发光蘑菇都是有毒且不可食用的。树干面板菌 (Panellus stipticus) 蘑菇的作用是苦的、酸性的。泻药。

Pleurotus japonicus 和 Omphalotus olearius 蘑菇(照片来源:Shutterstock 和 Wikimedia Commons)

发光菌丝体还可以击退土壤中发现的负向光性捕食者(远离光线的节肢动物)。相反,光对那些被光吸引的食肉动物有吸引力。这些食肉动物可能会吃掉真菌上的节肢动物,从而限制捕食者的存在。

另一个假设表明,生物发光在蘑菇中没有生态功能。相反,它只是其他一些生化反应的副产品。大多数木材腐烂蘑菇表现出可见的发光并且可以消化木质素。这是一种复杂的聚合物,通过结合植物中的纤维素网络为植物细胞壁提供刚性。生物发光和木质素降解之间存在关系。真菌生物发光反应对木质素消化过程中释放的过氧化物进行解毒,这一过程称为木质素分解。

结论

在古代,光和火与神联系在一起,比如希腊神阿波罗。然而,光的出现却没有热量或火(比如发光蘑菇发出的冷光)被认为具有超自然的意义。(来源)

也就是说,在研究了各种发光真菌之后,我们现在知道生物发光的化学过程导致了这种神秘的光发射!


评论

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注