Cool Frog Facts 기사와 개구리가 중요한 이유를 이미 읽었습니까 ? 양서류도 어둠 속에서 빛날 수 있다는 사실을 배우기도 전에 개구리는 이미 내 세상의 빛나는 별이었습니다! 여기서 저는 양서류에서 생체형광이 얼마나 광범위하게 발견되었는지, 그것이 정확히 무엇을 의미하는지, 그리고 그 능력이 양서류와 우리에게 어떻게 유용할 수 있는지 여러분과 공유하고 싶습니다.

위 이미지에서 Cranwell's Horned Frog( Ceratophrys cranwelli )는 여기 조명 아래에서 녹색으로 빛납니다. 의 Jennifer Y. Lamb과 Matthew P. Davis의 사진은 생물학적 형광으로 빛납니다 .

양서류에서 생체형광이 발견된 방법

옛날 옛적에(또는 더 구체적으로 2020년에) 미네소타의 St. Cloud State University에 기반을 둔 두 명의 연구원이 양서류가 특정 유형의 빛 아래에서 일반적으로 빛날 수 있는지 스스로에게 질문했습니다. 첫 번째는 양서류와 파충류의 행동, 생활사 및 기타 생물학적 측면을 연구하는 파충류 학자 Jennfier Lamb 박사였습니다. 두 번째는 심해 어류를 연구하는 매튜 P. 데이비스(Matthew P. Davis) 박사였습니다. 그는 생물 발광과 같은 특성을 어떻게 진화시켜 어둠 속에서 살 수 있도록 돕습니다. 발견 당시 생체 형광은 일반적으로 다른 수생 동물에서 이미 관찰되었지만 양서류에 대한 주제에 대한 탐구는 거의 수행되지 않았습니다. 그래서 그들이 해당 그룹에서 생체형광의 공통점을 조사하기 , 그들은 그것이 얼마나 널리 퍼졌는지 알고 놀랐습니다! 처음에 그들은 성체 도롱뇽에 초점을 맞추었지만 다른 그룹과 양서류의 생애 단계를 흥미롭게 조사하면서 그들 모두가 생체형광을 한다는 것을 발견했습니다!

명확하게 말하면 어느 날 밤 늦은 밤 번식 연못을 지나갈 때 달빛에 부드럽게 빛나는 개구리를 목격할 수 있다는 의미는 아닙니다. 현상을 관찰하려면 특별한 조명과 장비가 필요하기 때문입니다. 모든 곳에서 개구리와 양서류 애호가들에게 운이 좋은 Lamb과 Davis는 생체형광을 감지할 수 있는 적절한 장비를 가지고 있었을 뿐만 아니라 그것을 찾는 아이디어와 노하우도 가지고 있었습니다!

도롱뇽에서 관찰되는 다양한 생체형광 패턴. Jennifer Y. Lamb 및 Matthew P. Davis의 이미지, Salamanders 및 기타 양서류는 생체 형광으로 빛납니다. .

생체형광은 다른 파장의 빛을 다시 방사하는 것입니다.

생물형광은 다릅니다 . 생물발광은 살아있는 유기체가 일종의 내부 화학 반응을 통해 실제로 자체적으로 빛을 생성하고 방출하는 경우입니다. 아귀, 해파리, 반딧불이 및 일부 버섯은 아마 여러분이 들어본 생물 중 일부일 것입니다.

생물형광은 살아있는 유기체가 고 에너지 빛 의 파동을 흡수한 다음 일반적으로 빨간색, 주황색 또는 녹색 범위의 더 낮은 파장 에서 다시 방출할 그 차이를 더 잘 시각화하려면, 즐겁게 춤을 추고 있을 때 흰색 티셔츠에서 발산되는 밝은 청자색 빛과 비교하여 내부에서 화학 반응(발광)을 촉발하기 위해 글로우 스틱을 깨뜨릴 때 방출하는 빛을 상상해 보십시오. 자외선(형광) 아래에서.

동물이 발산하는 형광등을 모든 빛을 차단했습니다. 특히 청색광 아래에서 그들이 조사한 모든 양서류는 다양한 강도의 녹색에서 노란색의 다양한 패턴을 방출했습니다. 많은 경우에 형광등은 전체 스펙트럼 조명 아래에서 우리에게 이미 보이는 밝고 대담한 점과 줄무늬에서 나옵니다. 다른 경우에는 배는 밝게 빛나고 등은 어둡게 유지되었습니다. 또 다른 경우에는 마치 잠재적 배우자의 성적 관심을 끌기라도 한 것처럼 주로 배설강 부위가 불타올랐습니다. 전체 스펙트럼 빛 아래에서 흐릿하게 보이는 종조차도 일종의 형광 빛을 냈습니다. 전반적으로 여기광 아래에서 빛을 발하는 조직이나 물질은 피부에서 뼈, 점액 같은 피부 분비물, 소변에 이르기까지 다양했습니다.

이와 같이 현상을 일으키는 구조적 또는 화학적 메커니즘은 아직 알려지지 않았으므로 추가 연구가 필요합니다. 그럼에도 불구하고 그들이 조사한 다양한 동물에서 생체형광의 존재는 그 특성이 현대 양서류의 조상 내에서 초기에 진화했음을 시사합니다.

동부 호랑이 도롱뇽( Ambystoma tigrinum )의 노란색 반점은 푸른 빛 아래에서 녹색 빛을 냅니다. 의 Jennifer Y. Lamb과 Matthew P. Davis의 사진은 생물형광으로 빛납니다 .

생물형광이 양서류에게 중요한 이유

Lamb과 Davis는 그들이 양서류에서 관찰한 생체 형광 특성이 종 사이 또는 개체군 내 의사소통 및 신호 전달에 중요한 역할을 할 수 있다는 가설을 세웠습니다. 이를 확인하려면 양서류의 눈이 자체 생체형광에 대한 구조적 민감성을 진화시켰는지 여부와 양서류가 자연 환경 내에서 이러한 현상을 유발하는 종류의 주변광에 노출된 적이 있는지 여부를 확인해야 합니다. 생물형광이 양서류의 일상 생활에서 할 수 있는 다른 역할은 아포세마티즘(잠재적인 포식자를 막기 위한 경고 착색), 모방 또는 심지어 위장의 역할입니다.

차돌박이 도롱뇽(Ambystoma opacum)의 배설강은 잠재적 짝의 관심을 끌기 위해 밝게 빛날 수 있습니다. 사진 제니퍼 Y. 램(Jennifer Y. Lamb)과 매튜 P. 데이비스(Matthew P. Davis)는 도롱뇽과 다른 양서류의 그림 1에서 생물형광으로 빛납니다 .

양서류의 생체형광이 인간에게 중요한 이유

그래서 개구리와 다른 양서류가 내 눈에 훨씬 더 시원해졌습니다! Lamb과 Davis가 지적한 것처럼 그들의 생체형광 능력은 "우리가 이 매혹적인 척추동물에 대해 얼마나 더 배워야 하는지에 대해 새로운 빛을 비춰줍니다."

항생제, 진통제 및 기타 약학적으로 중요한 을 가진 수십 가지의 피부 분비물을 생성하며 아마도 수백 또는 수천 가지 이상의 이러한 물질이 발견되기를 기다리고 있다는 사실을 알고 있습니다 최근에 개구리 둥지 발포체는 인간을 위한 순한 국소 약물 전달 시스템 역할을 할 수 있는 천연의 안정적이고 생체 적합성 제제로 제안되었습니다.

이제 양서류의 생체 형광 단백질과 기타 분비물 또는 조직은 새로운 병력을 만들 가능성이 있습니다. 2008년 노벨 화학상은 단백질(Green Fluorescent Protein, GFP) . 살아있는 유기체의 세포 및 전신 기능.

개구리가 그러한 의학 연구 기술을 더욱 발전시킬 수 있는 생체 형광 물질을 생산하거나 소유할 수 있습니까? 이를 수행할 수 있는 수생 생물의 다양한 생체 형광 물질에 대한 검색이 이미 진행 중입니다(이 NOVA/National Geographic 특별 다큐멘터리 Creatures of Light를 ). 단지 시간이 말해 줄 것이다. 그러나 그럼에도 불구하고 여기광이 환경에서 작고 비밀스러운 양서류 종을 탐지하는 데 유용한 것으로 판명된다면 생물형광은 생물학자들이 이러한 동물의 생물다양성을 조사하고 모니터링하는 저렴한 방법이 될 수 있으며 따라서 비판적으로 다음을 수행하는 중요한 도구가 될 수 있습니다. 전 세계적으로 양서류 보존 프로젝트가 필요했습니다.