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俄罗斯科学家揭示真菌普遍具备生物化学发光能力及其机制

2012-07-16 11:04 bioguider编辑部 俄罗斯科学院西伯利亚分院生物物理研究所、西伯利亚联邦大学 阅读 0
核心摘要: 俄罗斯科学家通过对180多种真菌的采集与分析,发现所有菌类均具备生物化学发光能力。研究揭示了真菌发光的多样性及其与动物、植物发光机制的区别,并指出该现象与组织内生物化学反应链变异密切相关,为真菌生物学研究提供了新视角。

真菌生物荧光现象长期以来备受科学界关注,从亮橙色的有毒蘑菇奥尔类脐菇到腐木上的蜜环菌微弱荧光,均引发了研究兴趣。近期,俄罗斯科学院西伯利亚分院生物物理研究所与西伯利亚联邦大学的科学家在克拉斯诺雅尔地区的针叶林、阔叶林及混交林中采集了180余种真菌样本,通过数码相机在黑暗环境下拍摄并分析蘑菇照片,发现所有这些蘑菇均能在黑暗中发出明亮的光芒,部分甚至肉眼不可见。

目前,真菌发光现象的具体生物化学机制尚未完全阐明。研究团队推测,真菌王国的发光特性是高等菌类组织固有的属性,肉眼可见及不可见的蘑菇辉光均源于弱辐射基础上的生物化学发光过程。为进一步揭示其机制,科学家对150个森林样品进行了分析,发现所有标本均存在化学发光现象,部分光辐射极为微弱,仅能通过仪器检测。

实验显示,新鲜蘑菇可维持数十小时的化学发光能力。机械损伤实验表明,组织损伤可诱发真菌强烈光辐射,而样本枯干则导致辐射光减弱。不同菌类品种的发光强度与方式存在显著差异,发光量从每秒2.51×105到2.22×108光量子不等。木耳、红菇、臭红菇、赭红菇等生长于针叶林和阔叶林的菌类均表现出较强的发光能力。

研究还发现,许多原本被认为不发光的蘑菇物种也具有化学发光现象。科学家认为,这一现象源于真菌组织内的生物化学反应链变异,只需一两个反应链发生变化即可产生可见光。具体变异机制及其原因尚待深入研究。实验结果显示,蘑菇发光机制与动物、植物及细菌的光辐射机制存在明显差异。真菌只需水和氧气充足,即可持续24小时发光;动物发光依赖脂质过氧化反应,需活动时才发光;植物化学发光则与光合系统的化学势和电势形成相关。

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