您是否已阅读酷青蛙事实一文和为什么青蛙很重要？ 甚至在我了解到两栖动物也能在黑暗中发光之前，青蛙就已经是我世界中闪亮的星星了！ 在这里，我想与大家分享在两栖动物中发现的生物荧光是如何广泛存在的，这到底意味着什么，以及这种能力如何对这些动物以及我们有用。
在上图中，克兰威尔角蛙 ( Ceratophrys cranwelli ) 在激发光下发出绿色光。 Jennifer Y. Lamb 和 Matthew P. Davis 拍摄的来自火蜥蜴和其他两栖动物的照片因生物荧光而发光。
如何在两栖动物中发现生物荧光
曾几何时（或更具体地说是在 2020 年），明尼苏达州圣克劳德州立大学的两名研究人员问自己，两栖动物是否通常会在某些类型的光下发光。 第一个是 Jennfier Lamb 博士，他是一位研究两栖动物和爬行动物的行为、生活史和其他生物学方面的爬虫学家。 第二位是 Matthew P. Davis 博士，他研究深海鱼类，以及它们如何进化出生物发光等特征以帮助它们在黑暗中生存。 在发现它们时，已经在其他动物（通常是水生动物）中观察到生物荧光，但对两栖动物的研究很少。 因此，当他们决定调查生物荧光在该组中的共性，他们惊奇地发现它的广泛性！ 起初，他们专注于成年蝾螈，但当他们兴奋地检查其他种群和两栖动物的生命阶段时，他们发现它们都发出生物荧光！
需要明确的是，这并不意味着当你在深夜路过青蛙的繁殖池时，就能看到青蛙在月光下发出柔和的光，因为你需要特殊的照明和设备来观察这种现象。 对于各地的青蛙和两栖动物爱好者来说，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，而且他们还有寻找生物荧光的想法和专业知识！
在蝾螈身上观察到不同的生物荧光模式。 图片由 Jennifer Y. Lamb 和 Matthew P. Davis 拍摄，在火蜥蜴和其他两栖动物中，生物荧光会发光 .
生物荧光是不同波长的光的再辐射
生物荧光不同，生物发光是指生物体通过某种内部化学反应，或者更罕见的情况下，通过细菌共生体为它们自身产生和发光。 琵琶鱼、水母、萤火虫和一些蘑菇可能是您听说过的一些生物可以做到这一点。
当生物体吸收高能 光波（例如在蓝色或紫外线范围内），然后以较低 波长（通常在红色、橙色或绿色范围内）将其辐射回来 为了更好地形象化差异，想象一下当您敲碎荧光棒以激发内部化学反应（发光）时，它发出的光与您快乐地跳舞时白色 T 恤发出的明亮蓝紫色光相比较在紫外光（荧光）下。
为了揭示两栖动物的生物荧光能力，兰姆和戴维斯用蓝色和紫外光手电筒照射动物，同时使用特殊滤光片来阻挡动物发出的荧光以外的所有 特别是在蓝光下，他们检查的所有两栖动物都会发出各种不同强度的绿光到黄光。 在许多情况下，荧光来自我们在全光谱光下已经可见的明亮而醒目的斑点和条纹； 在其他情况下，腹部发亮，而背部仍然漆黑。 在另外一些情况下，主要是泄殖腔区域在燃烧，仿佛是为了吸引任何潜在配偶的性注意。 即使是在全光谱光下显得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各不相同，从皮肤到骨骼，再到粘液样皮肤分泌物，再到尿液。
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。 无论如何，他们检查的大量动物体内存在生物荧光，这表明该特征很早就在现代两栖动物的祖先中进化了。
东部虎纹蝾螈 ( Ambystoma tigrinum ) 的黄色斑点在蓝光下发出绿光。 的 Jennifer Y. Lamb 和 Matthew P. Davis 拍摄的照片因生物荧光而发光。
为什么生物荧光对两栖动物很重要
Lamb 和 Davis 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。 为了验证这一点，需要确定两栖动物的眼睛是否已经进化出对自身生物荧光的结构敏感性，以及两栖动物是否曾经暴露在自然环境中有助于这种现象的环境光中。 生物荧光在两栖动物的日常生活中可以发挥的其他作用是警戒（一种警告颜色以避开潜在的捕食者）、模仿甚至伪装。
大理石纹蝾螈 (Ambystoma opacum) 的泄殖腔可能会发出明亮的光以吸引潜在配偶的注意。 由 Jennifer Y. Lamb 和 Matthew P. Davis 拍摄，图 1 中的火蜥蜴和其他两栖动物因生物荧光而发红。
为什么两栖动物的生物荧光对人类很重要
所以，青蛙和其他两栖动物在我眼中变得更酷了！ 正如 Lamb 和 Davis 指出的那样，它们的生物荧光能力“为我们提供了关于这些迷人的脊椎动物还有多少需要了解的新亮点”。
研究人员已经意识到，青蛙会产生数十种具有抗生素、镇痛和其他药用价值的皮肤分泌物，而且可能还有成百上千种这些物质正在等待被发现。 最近，蛙巢泡沫被认为是天然、稳定且具有生物相容性的试剂，可以很好地用作人类温和的局部给药系统。
现在，两栖动物的生物荧光蛋白和其他分泌物或组织可能有可能创造新的医学历史。 2008 年，诺贝尔化学奖授予了三位研究人员，他们发现并开发了一种被称为绿色荧光蛋白 (GFP)，这种物质最初是从水母中分离出来的，现在被广泛用作研究中的荧光标记物生物体的细胞和全身功能。
青蛙是否会产生或拥有可以进一步推进这些医学研究技术的生物荧光物质？ 已经开始在水生生物中寻找不同的生物荧光物质，这些物质可能就是这样做的（观看这部 NOVA/国家地理特别纪录片Creatures of Light ）。 只有时间会给出答案。 但令人兴奋的是，如果激发光被证明可用于检测环境中小型、隐秘的两栖动物物种，那么生物荧光可能会成为生物学家调查和监测这些动物生物多样性的一种廉价方式，从而成为一种重要的工具——需要全世界的两栖动物保护项目。
紫外线用于对热带树蛙进行实地研究，包括这些南美树蛙 ( Boana punctata )。 照片来源：Jorge Enrique García Melo，在缅因州汤普森、RA Saporito、Ruiz-Valderrama、DH、Medina Rangel、GF、Donnelly、MA（2019 年）。 使用 LED UV-B 手电筒对热带树蛙的荧光进行实地调查。 爬虫学笔记。 12. 987-990