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  在能源日益短缺的今天,人类对能源的消耗依然在与日俱增。很难想象,当能源接近枯竭的那一天,人类的后代们是否会后悔来到这个世界。幸运的是,科学的脚步从来没有停止对新能源的探寻。当电影《阿凡达》中那些璀璨的发光植物令人沉醉时,其实很多的发光植物早已走进了科学家的视野,今天我们就来看看发光蘑菇的秘密。

种植发光蘑菇辅助照明

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来源: 人民日报 发布时间2016-12-13 09:48:14

电影《阿凡达》中,那些夜色中璀璨的发光植物令人沉醉。其实,在地球上也有很多植物都会发光,今天向大家介绍的,就是会在暗处或夜晚发光的发光蘑菇。

发光蘑菇大多生长在热带、亚热带光线较暗的地区

据统计,目前在全球发现的发光蘑菇种类大概有70多种,但奇怪的是有些蘑菇的发光具有周期性,在白天即使处于暗处一些蘑菇也不会发光,只有在夜晚才会发光。

这些蘑菇大多生长在热带、亚热带光线比较暗的地区,因为体内含有会发光的物质,因此在暗处或黑夜中就发出淡蓝色、淡绿色或白色等不同颜色的荧光。发光蘑菇不仅种类较多,分属于不同的科和属,其发光部位也不相同。大部分蘑菇的发光部位是菌盖,有的发光部位在菌柄,还有的发光部位在菌丝体上。

一般推测蘑菇用发光的方式吸引特定昆虫帮助散播孢子

科学家经过研究,从发光蘑菇中分离出了荧光素和荧光酶。发光蘑菇的荧光源于一种被称为牛奶树碱的抗氧化剂。不过,还必须借助酶促反应,即牛奶树碱首先被羟化酶转变为真正的荧光素,然后荧光素在荧光酶的酶促反应中因被氧化而发光。研究人员还发现,发光蘑菇的光亮度及其持久性受环境温度及水分的制约,同时也因蘑菇本身的营养条件及衰老状态的改变而变化。

一般推测蘑菇利用发光的方式以吸引特定昆虫帮其散播孢子。在我国最常见的发光蘑菇有蜜环菌属、小菇属、类脐菇属等属的蘑菇,它们生长在树桩上或枯枝落叶上。

蜜环菌属中具有代表性的能发光的种类是蜜环菌,它是一种可食用菌。严格地讲,蜜环菌并不从子实体上发出荧光,而是从它的菌丝体上发出来。在着生蜜环菌的树皮下,能见由大量菌丝组成的菌丝块或菌丝束,呈粉白色或乳白色,尤其是雨后菌丝的生长速度更快,蜜环菌的菌丝体犹如蜘蛛网似的贯穿着整个树桩上。夏秋季节,一场大雨过后,森林的腐木桩上在夜晚突然发起光来,它那星星点点的亮光,时隐时现,时明时暗,给人一种神奇莫测的感觉。

在发光蘑菇中,目前有记录的仅小菇属就有45种,分布在世界各个大陆,最广为人知的是荧光小菇,又名荧光蕈、夜光茸。传说古代希腊人用荧光蕈当小夜灯,日本的小笠原还有荧光蕈的专项旅游。荧光蕈的寿命通常只有3天,白天如果将荧光蕈移至暗处,并不发光,直到傍晚时分才会发出淡淡的绿光。

发光蘑菇中,还有一种月夜菌,此种原发现于日本,近年来在我国东北长白山等地区发现。该菌能在暗处或夜间发出淡黄色荧光,尤其菌褶处发光更强。值得一提的是,这个物种极毒,食后1小时许发病,出现腹痛、吐泻胃肠道病症外,眩晕、沉闷、呼吸缓慢、心音及脉弱、嗜睡,重者呼吸困难,如抢救不及时,可能出现死亡。因其形态与可食用的平菇极为相似而易使人误食中毒。

在传统能源日益紧缺的情况下,发光蘑菇可作为研究生物发光的材料,利用生物基因重组技术,通过提取荧光素酶的基因并将其插入植物DNA中来使植物本身拥有自然的发光效果。未来,夜间的照明有可能会在用电消耗上大大节约,因为我们可以将照明的任务交给由合成生物学家们精心设计出来的能发光的植物。(作者:钟科 中国科学院昆明植物研究所)

  发光蘑菇的生长特性

  2009年10月,旧金山州立大学的丹尼斯-德斯贾尔丁在亚洲、中南美洲以及加勒比海地区,发现了七种可在夜间发光的蘑菇,这一发现开启了科学界对发光蘑菇的探索之旅。

  经过长期的研究发现:发光蘑菇大多生长在热带、亚热带光线比较暗的地区,因为体内含有会发光的物质,因此在黑暗中或者光线较弱的地方就能发出淡蓝色、淡绿色或者白色等不同颜色的荧光。发光蘑菇的种类较多,分属于不同的科和属,不同科、属的蘑菇发光部位也不相同。大多数蘑菇的发光部位是菌盖,有的是在菌柄,也有的发光部位是在菌丝体上。科学界推测蘑菇的这种发光特性大多是为了传播孢子进行后代繁殖。在我国,最常见的发光蘑菇一般都生长在树桩上或枯枝落叶上。

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  发光蘑菇的研究进展

  科学家经过研究,从发光蘑菇中分离出了荧光素和荧光酶,原来发光蘑菇的荧光源于一种被称为牛奶树碱的抗氧化剂。通过借助酶促反应,让牛奶树碱首先被羟化酶转变为真正的荧光素,然后荧光素在荧光酶的酶促反应中因被氧化而散发光芒。在研究过程中还发现,发光蘑菇的光亮度及其持久性会受到环境温度及水分的制约,同时也因蘑菇本身的营养条件及衰老状态的改变而变化。

  在能源开发方面,发光蘑菇可作为研究生物发光的材料。可以通过生物基因重组技术,提取荧光素酶的基因并将其插入植物DNA中来使植物本身拥有散发光芒的效果。未来,这项技术如果能够试验成功并得到推广,人类夜间的照明可能会有新的突破,而且在电能消耗上也会大大节约,因为我们可以将照明的任务交给生物学家们精心设计出来的发光的植物。

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