一项最新研究揭示,火蝾螈(fire salamander)展现出一种以往未曾料到的能力——它们在紫外光照射下能够发出荧光。这种发光现象在其身体黄色的腹部以及身体两侧最为显著。研究人员通过追踪发现,这种荧光主要源自这些动物的皮肤腺体以及腺体所释放的分泌物。引人注目的是,这些皮肤分泌物在离开火蝾螈身体之后,仍能保持超过24小时的荧光特性。
巴塞罗那自然科学博物馆的研究员、该研究的第一作者贝尔纳特·布里尔(Bernat Burriel)表示:“令人着迷的是,这样一个经过深入研究的物种竟然还隐藏着如此未知的现象。这提醒我们,即使是最熟悉的生物,也可能隐藏着秘密,只有当我们借助新的工具去观察时,这些秘密才会显露出来。”
当火蝾螈皮肤中的化合物吸收了人类肉眼无法看见的紫外线,并将这些能量以可见光的形式重新发射时,这种现象便会发生。这一过程会产生鲜艳的绿色和青色。这被称为生物荧光(biofluorescence),它需要外部的光源照明,切勿将其与生物发光(bioluminescence)混淆。诸如萤火虫之类的动物是通过化学反应自行发光,而具荧光的生物则必须首先吸收周围环境中的光线。
科学家曾一度认为,生物荧光几乎专属于海洋生物,而蝎子则是陆地上一个罕见的特例。然而,近期的研究对这一假设提出了挑战,并在越来越多的陆生动物(包括爬行动物、鸟类和两栖动物)中识别出了荧光特性。
火蝾螈为什么要发光?
尽管研究人员已经证实火蝾螈具有荧光反应,但这种能力的生物学目的目前仍不确定。一种可能性是,这种微光可以作为一种通讯形式,帮助个体识别彼此或评估潜在的配偶。另一种可能性是,它能使它们的警戒色对掠食者而言更加显眼。
马克斯·普朗克化学生态学研究所昆虫共生系主任、该研究的共同作者马丁·卡尔滕波特(Martin Kaltenpoth)指出:“荧光符合几个暗示其具有通讯功能的标准。它可能有助于蝾螈在夜间或特别稠密的环境中探测到彼此,或者充当一种额外的防御信号。”
毒性皮肤分泌物同时也具有荧光这一发现,引发了关于蝾螈如何与其环境中的掠食者及其他动物进行互动的新问题。
目前,这些提出的功能仍然只是假说。拥有特别敏感视力的动物或许能够在荧光极其微弱时也能探测到这种绿色和青色。不过,人类则需要借助紫外线灯才能观察到这种效应。
在火蝾螈栖息的森林里,夜间的照明主要来自月光和星光。研究人员指出,满月时的月光比日光含有更高比例的紫外线和紫罗兰波长,后者的光谱分布更为均匀。在这些条件下,荧光可能会在蝾螈黄色的斑纹衬托下产生微小的绿色和青色高光,从而可能使它们更容易被其他蝾螈发现。
荧光能否警告掠食者?
另一种可能的解释涉及警戒色(aposematism),这是一种防御策略,动物通过展示显眼的颜色来宣示自己有毒或具有其他危险性。火蝾螈已经利用其独特的黄色和黑色斑纹作为警戒信号,而荧光或许能提供一种额外的视觉线索。
早在一个多世纪前,当科学家鉴别出蝾螈素(samandarines)时,他们就确立了蝾螈警戒色与化学防御之间的联系。这些高毒性的甾醇生物碱由胆固醇前体产生,为这些动物提供了化学保护。
尽管经过了数十年对蝾螈毒素和皮肤化学的研究,但新观察到的荧光仍然令人感到意外。
该研究的共同第一作者、马克斯·普朗克化学生态学研究所的研究员安德烈斯·布鲁内蒂(Andrés Brunetti)表示:“这种荧光化合物的存在令人惊讶,因为蝾螈皮肤分泌物在化学上已经被研究了数十年,而我们此前并未听说过任何关于荧光的发表报告。”
发光背后的神秘化学物质
未得到解答的最大问题之一,涉及负责该荧光现象的具体物质。研究人员尚未确定其化学身份,但现有证据表明,它可能是一种此前在火蝾螈体内未被识别的分子。
IBE(CSIC-UPF)的研究员、该研究的另一位共同作者萨尔瓦多·卡兰扎(Salvador Carranza)补充道:“我们仍然不知道负责这种荧光的化合物究竟是什么,但种种迹象表明,它是该物种中迄今未知的分子。鉴定出它将是理解其起源和功能的关键。”
目前,该团队正致力于鉴定并对可能产生这种效应的化合物进行化学表征。确定哪种分子产生了这种微光,将有助于解释荧光是如何发育的,以及它是否在蝾螈的行为或生存中发挥了有意义的作用。
