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紫外灯下的隐秘荧光:濒危火蝾螈皮肤分泌物被发现具有生物荧光现象

2026-10-29 08:22 Bernat Burriel-Carra Max Planck Institute for Chemi 阅读 0
核心摘要: 一项发表于《皇家学会开放科学》的研究首次发现,欧洲常见的火蝾螈(Salamandra salamandra)在紫外光照射下,其腹部黄色斑纹及体侧会发出明亮的绿色与青色生物荧光。荧光主要来源于皮肤腺体及其分泌的毒性物质,且离体后仍可持续发光超过24小时。研究团队尚未鉴定出具体荧光分子的化学身份,推测可能为该物种中此前未知的化合物。该发现不仅挑战了生物荧光主要存在于海洋生物的传统认知,也为理解火蝾螈的种内交流、警戒色防御及保护生物学提供了全新视角。

火蝾螈(Salamandra salamandra)是欧洲最具辨识度的两栖动物之一,以其醒目的黑黄相间体色和遇敌时释放的毒性分泌物而闻名。然而,正是这样一种被研究数十年的“熟悉”物种,却隐藏着一个此前从未被记录的现象。由西班牙巴塞罗那自然科学博物馆、德国马克斯·普朗克化学生态研究所等机构组成的联合团队发现,火蝾螈在紫外光照射下会发出明亮的绿色与青色荧光,荧光最集中于腹部黄色区域及体侧。相关成果发表于《皇家学会开放科学》。

荧光源自皮肤腺体,离体后仍持续发光

研究团队将荧光现象追溯至火蝾螈皮肤中的腺体及其释放的分泌物。值得注意的是,这些分泌物在离开蝾螈身体后仍能保持荧光特性超过24小时,提示荧光物质具有相当的化学稳定性。论文第一作者、巴塞罗那自然科学博物馆研究员Bernat Burriel表示:“令人着迷的是,这样一个被充分研究的物种仍然隐藏着未知现象。这提醒我们,即使是最熟悉的生物,也可能藏着只有用新工具观察时才会显露的秘密。”

从物理机制上看,生物荧光(biofluorescence)是指生物体吸收外界紫外光后,将其重新发射为可见光的现象,本研究中即表现为绿色与青色。这与生物发光(bioluminescence)有本质区别:萤火虫等生物通过化学反应自行发光,而荧光生物必须依赖外部光源激发。科学家曾长期认为生物荧光几乎仅存在于海洋生物中,蝎子是陆地上的罕见例外;但近年来越来越多的陆生动物——包括爬行动物、鸟类和两栖动物——被证实具有荧光特性,本研究进一步拓展了这一认知边界。

荧光功能尚属假说:交流信号还是警戒增强?

尽管荧光现象已被确认,其生物学功能仍无定论。研究提出两种主要假说。其一,荧光可能服务于种内交流,帮助个体在夜间或植被密集的环境中相互识别、评估潜在配偶。其二,荧光可能增强其警戒色(aposematism)的视觉效果,使捕食者更容易注意到其毒性信号。马克斯·普朗克化学生态研究所昆虫共生学系主任、共同作者Martin Kaltenpoth指出:“荧光符合若干提示其具有交流功能的判断标准。它可能帮助蝾螈在夜间或特别密集的环境中彼此探测,或作为一种额外的防御信号。”

研究人员特别分析了火蝾螈栖息地的光环境。在它们生活的森林中,夜间照明主要来自月光和星光,而满月光谱中紫外与紫色波长的比例高于日光。在这种条件下,荧光可能在蝾螈的黄色斑纹上形成细小的绿色与青色高光,从而使其更容易被同类发现。不过,这些功能目前仍属假说;具有特殊视觉敏感度的动物或许能探测到极其微弱的荧光,而人类必须借助紫外灯才能观察到这一效应。

火蝾螈的警戒色与化学防御之间的联系早在一个多世纪前就已被确立——科学家鉴定出蝾螈碱(samandarines),这是一类由胆固醇前体合成的高毒性甾体生物碱,构成其化学防御的核心。然而,尽管蝾螈毒素与皮肤化学已被研究数十年,荧光现象仍令研究者意外。共同第一作者、马克斯·普朗克化学生态研究所的Andrés Brunetti坦言:“这种荧光化合物的存在令人惊讶,因为蝾螈皮肤分泌物已被化学研究了几十年,而我们此前并不知道有任何关于荧光的已发表报道。”

荧光分子身份成谜,或为物种中新发现化合物

目前最大的未解之谜在于产生荧光的物质本身。研究团队尚未确定其化学身份,但证据提示这可能是一种在火蝾螈中此前未被认识的分子。IBE(CSIC-UPF)研究员、共同作者Salvador Carranza表示:“我们仍不知道导致这种荧光的化合物是什么,但一切迹象表明,它是该物种中迄今未知的分子。鉴定它将是我们理解其来源和功能的关键。”团队正致力于分离并化学表征候选化合物,以解释荧光的形成机制及其在蝾螈行为或生存中的实际意义。

从保护生物学角度看,这一发现具有双重意义。火蝾螈目前被世界自然保护联盟(IUCN)红色名录列为“易危”物种,栖息地破坏与碎片化正日益威胁其生存。厘清荧光是否影响交流、交配或捕食者规避,有助于研究者更深入地理解其行为与生态需求,从而为保护策略提供依据。该研究还涉及亚热带生物学研究所与加泰罗尼亚爬虫学会的科学家,是巴塞罗那动物园基金会支持的加泰罗尼亚两栖动物保护先锋项目的一部分。更重要的是,它证明了新研究技术能够揭示那些在数十年科学视野之外悄然存在的生物学性状。


Journal Reference:
Bernat Burriel-Carranza, Andrés E. Brunetti, Margarita Skamnelou, Jorge Escudero, Maria Estarellas, Sergi Tulloch, Gabriel Riaño, Xavier Rivera, Maria-Dolors Piulachs, Tobias Engl, Benjamin Weiss, Martin Kaltenpoth, Salvador Carranza. Glandular biofluorescence in fire salamanders (Salamandra salamandra): first evidence and ecological implications. Royal Society Open Science, 2026; 13(5). DOI: 10.1098/rsos.251991

Story Source: Materials provided by Max Planck Institute for Chemical Ecology.
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