你已经读过《关于青蛙的酷炫事实》和《为什么青蛙很重要了吗？甚至在我了解到两栖动物也能在黑暗中发光之前，青蛙就已经是我心中闪耀的明星了！在这里，我想和大家分享一下两栖动物中生物荧光现象的普遍发现过程，它究竟意味着什么，以及这种能力对这些动物和我们人类有何益处。
上图所示，克氏角蛙（ Ceratophrys cranwelli ）在激发光照射下发出绿光。照片由Jennifer Y. Lamb和Matthew P. Davis拍摄，出自《蝾螈和其他两栖动物发出生物荧光》 。
两栖动物生物荧光是如何被发现的
很久以前（更确切地说是2020年），明尼苏达州圣克劳德州立大学的两名研究人员提出了一个问题：两栖动物在特定类型的光照下是否会普遍发光？第一位是詹妮弗·兰姆博士，她是一位爬虫学家，研究两栖动物和爬行动物的行为、生活史和其他生物学特征。第二位是马修·P·戴维斯博士，他研究深海鱼类，以及它们如何进化出诸如生物发光之类的特征来帮助它们在黑暗中生存。在他们发现生物荧光现象的时候，人们已经在其他一些水生动物中观察到了这种现象，但对两栖动物的研究却很少。因此，当他们决定研究生物荧光在两栖动物中的普遍性，他们震惊地发现这种现象竟然如此普遍！起初，他们专注于成年蝾螈，但随着他们兴奋地研究其他两栖动物类群和生命阶段，他们发现所有两栖动物都会发出生物荧光！
需要说明的是，这并不意味着你深夜路过繁殖池时就能看到青蛙在月光下发出柔和的荧光，因为你需要特殊的照明设备和仪器才能观察到这种现象。幸运的是，兰姆和戴维斯不仅拥有检测生物荧光的合适设备，而且还掌握了寻找这种现象的方法和专业知识，这对于世界各地的青蛙和两栖动物爱好者来说无疑是个好消息！
不同蝾螈的生物荧光模式各不相同。图片由Jennifer Y. Lamb和Matthew P. Davis提供，出自《蝾螈和其他两栖动物散发着生物荧光》。.
生物荧光是指以不同波长重新辐射光的现象。
生物荧光不同，生物发光是指生物体自身产生并发出光，这可能是通过某种内部化学反应，或者极少数情况下，是由细菌共生体代为产生。你可能听说过鮟鱇鱼、水母、萤火虫和某些蘑菇具有这种能力。
生物荧光是指生物体吸收高能 光波（例如蓝光或紫外光）后，以较低波长 （辐射出来的现象。为了更好地理解其中的区别，可以想象一下，当你掰断荧光棒引发内部化学反应时，它会发出光（发光），而当你快乐地在紫外光下跳舞时，你的白色T恤会发出明亮的蓝紫色光芒（荧光）。
为了揭示两栖动物的生物荧光能力，兰姆和戴维斯用蓝光和紫外光手电筒照射这些动物，同时使用特殊滤光片阻挡除以外的所有光线。尤其是在蓝光照射下，他们观察的所有两栖动物都会发出不同强度的绿色到黄色荧光。在许多情况下，荧光来自我们在全光谱光下就能看到的明亮醒目的斑点和条纹；在另一些情况下，腹部发出明亮的荧光，而背部则保持黑暗；还有一些情况下，主要是泄殖腔区域发出荧光，仿佛是为了吸引潜在配偶的注意。即使在全光谱光下看起来暗淡的物种也会发出某种荧光。总的来说，在激发光下发光的组织或物质种类繁多，包括皮肤、骨骼、黏液状皮肤分泌物以及尿液。
因此，导致这种现象的结构或化学机制仍然未知，需要进一步研究。尽管如此，他们在所研究的多种动物中都发现了生物荧光，这表明该性状在现代两栖动物的祖先早期就已经进化出来了。.
东部虎纹蝾螈（ Ambystoma tigrinum ）身上的黄色斑点在蓝光照射下会发出绿光。照片由Jennifer Y. Lamb和Matthew P. Davis拍摄，出自《蝾螈和其他两栖动物的生物荧光》 。
为什么生物荧光对两栖动物可能很重要
兰姆和戴维斯假设，他们在两栖动物身上观察到的生物荧光特征可能在物种间或种群内的交流和信号传递中发挥关键作用。为了验证这一假设，需要确定两栖动物的眼睛是否进化出了对自身生物荧光的结构敏感性，以及两栖动物在其自然环境中是否会暴露于有利于这种现象发生的环境光。生物荧光在两栖动物的日常生活中可能发挥的其他作用包括警戒色（一种用来吓退潜在捕食者的警告色）、拟态甚至伪装。.
大理石纹蝾螈（Ambystoma opacum）的泄殖腔可能会发出明亮的荧光，以吸引潜在配偶的注意。照片由Jennifer Y. Lamb和Matthew P. Davis拍摄，出自《蝾螈和其他两栖动物发出生物荧光》 。
为什么两栖动物的生物荧光对人类可能很重要
所以，青蛙和其他两栖动物在我眼里变得更酷了！正如兰姆和戴维斯指出的那样，它们的生物荧光能力“让我们更加清楚地认识到，我们对这些迷人的脊椎动物还有多少需要了解的地方”。.
目前，研究人员已经发现，青蛙会分泌数十种具有抗菌、镇痛和其他重要药用特性的皮肤物质，或许还有成百上千种此类物质等待人们去发现。最近，蛙巢泡沫是一种天然、稳定且具有生物相容性的物质，有望成为温和的人体局部用药载体。
如今，两栖动物的生物荧光蛋白和其他分泌物或组织或许有望创造医学新纪元。2008年，三位研究人员因发现并开发出一种名为绿色荧光蛋白（GFP）的。这种物质最初是从水母中分离出来的，现在已被广泛用作荧光标记物，用于研究生物体的细胞和系统功能。
青蛙是否会产生或拥有某种生物荧光物质，从而推动医学研究技术的发展？目前，人们已经在水生生物中寻找可能具备这种能力的各种生物荧光物质（可观看 NOVA/国家地理频道联合制作的纪录片《光之生物》）。最终结果如何，尚待时间检验。但令人兴奋的是，如果激发光能够有效地探测环境中体型较小、行踪隐秘的两栖动物，那么生物荧光技术或许就能成为生物学家调查和监测这些动物生物多样性的一种经济有效的方法，从而成为全球亟需开展的两栖动物保护项目的重要工具。
Boana punctata 进行野外研究。图片来源：Jorge Enrique García Melo，引自Thompson, ME, Saporito, RA, Ruiz-Valderrama, DH, Medina Rangel, GF, Donnelly, MA (2019). A field-based survey of fluorescence in tropical tree frogs using an LED UV-B flashlight. Herpetology Notes. 12. 987-990