华中农大，揭开未解之谜

萤火虫是不少人童年的记忆，

但它怎样发光，

又如何控制发光，

却一直是个未解之谜。

日前，

华中农业大学付新华教授研究团队

发表最新研究成果，

终于揭开了萤火虫发光的奥秘。

付新华 摄

发光是萤火虫求偶交配的信号

该研究论文第一作者兼通讯作者、中国内地第一个从事萤火虫研究的博士、华中农业大学付新华教授接受长江日报记者采访时介绍说，雌雄萤火虫都可以发光，求偶过程中，雄萤飞行时发出展示性寻偶闪光信号“你在哪儿，你看我帅不帅？”，而雌萤则在草丛中静止且腹部卷曲朝空中发出稳定的单脉冲回答闪光信号“来吧，我在这里”。

付新华 摄

“隔花阴人远天涯近”，雌雄萤经过短暂的闪光交流后就可以修成正果。每种萤火虫都具有自己独特的闪光频率，“有很多生物都会发光，但萤火虫发光的独特之处在于它进化出了能精确控制闪光频率的成虫发光器，用于两性成虫之间的通信信号”。

据此前的其他研究发现，从缅甸琥珀中发现的萤火虫的一个“老祖先”白垩光萤科的第1—3节腹板上可见明显浅色明亮区域。由此推测，在1亿年前，萤火虫就已经学会了发光。

付新华 摄

萤火虫发光效率
和LED节能灯不相上下

“萤火虫成虫发光器的发育机制和闪光控制机制是萤火虫研究中两个最基本的问题，也是最难的问题。”付新华说，一直以来，科学家对萤火虫的研究方向都围绕着荧光素酶和荧光素展开。

2018年开始，付新华带领团队成员朱馨蕾利用比较基因组学、比较转录组学及基因干扰等技术，对我国独有的一种水栖萤火虫水萤属雷氏萤的早、中、晚期发光器进行研究，锁定了“Homeobox转录因子”。

5—7天的蛹期中，萤火虫成虫发光器从无到有，快速发育成熟并发光。

这是一类发育调控基因，掌管着动物形体的发育，包含近百个基因，其中有两个关键的转录因子“AlAbd-B”和“AlUnc-4”通过互相协作，启动并调控荧光素酶，让萤火虫发光，而其中任何一个转录因子丧失功能，都会导致萤火虫发不出光。

沉默关键的转录因子AlAbd-B或AlUnc-4，都会导致萤火虫不能发光。

萤火虫发的是一种生物化学反应的“冷光”，由荧光素酶（一种发光蛋白）、荧光素、氧气、镁离子、腺嘌呤核苷三磷酸等经过高效生化反应而产生。萤火虫的发光器就像一个精密的反应炉，付新华比喻说，过氧化物酶体就是燃烧的炉体，而三磷酸腺苷等就是燃料，荧光素酶是燃料里的助燃剂，有了它大火才能熊熊燃烧。

付新华说，萤火虫发光效率能达到80%左右，而且据其他科学家研究，萤火虫发光并不会消耗太多生物能。这和现在的LED节能灯效率不相上下。国外已有科学家根据萤火虫发光器的特点进行仿生学研究，来进一步提高LED的发光能效。

放飞萤火虫应更加严谨

生活中的萤火虫越来越少，人工繁育、人工保护萤火虫也越来越迫在眉睫。据悉，付新华团队已经开发出具有核心的、领先的萤火虫繁育技术，已经应用于萤火虫的保护及可持续利用。

付新华 摄

但对目前很多地方热衷的放飞萤火虫的做法，付新华明确表示反对，“萤火虫放飞大部分是一种不良的商业行为，并不能弥补自然界中萤火虫的减少，反而会加速萤火虫种群的减少。不是基于保护生物学的萤火虫放飞是不科学的，也会造成生态污染。只有遵循科学的生态保护方法，萤火虫才能回到我们身边”。

来源：长江日报