从囊萤映雪到水母荧光灯：生物光源的废柴拯救计划

原标题：从囊萤映雪到水母荧光灯：生物光源的废柴拯救计划

会发光的生物，其实是我们的老朋友了。小时候课本里学到过囊萤映雪，终极学霸车胤为了在晚上也能看书，收集起萤火虫用作照明。后来认识了电视里的海绵宝宝，会发光的水母是他和派大星的最爱。

不过在光源唾手可得，甚至已经形成光污染的今天，生物光似乎完全失去了利用价值。如果真的像课本里那样，抓一群萤火虫放到玻璃瓶子里照亮书本，怎么想都是一件效率很低事情。

不过随着有关生物光源的研究不断深入，水母和萤火虫正在实现照明以外的价值。

史上最废柴的神迹：当咸鱼会发光

除去传说中非常不现实的萤火虫读书灯以外，人类真正对生物光进行大规模应用可以被追溯到100年前。电灯已经发明了几十年，煤油灯、烛火更是普遍应用的1920年，人们为什么要使用生物照明呢？

答案是当时在矿物勘探时，由于矿下无法应用煤油、蜡烛等明火，探照灯也尚未被发明，于是工人们常常使用一种“鱼皮灯”，借助鱼皮上磷脂散发的微光来照明。

除此之外，我们几乎没有其他应用生物光的经验。但人类第一次发现生物身上的光芒，却可以追溯到很多年以前。在历史记载中，亚里士多德曾经发现过鱼身上会闪烁出光芒，将其称为“神迹”。毕竟对于那时刚刚脱离钻木取火不久的人类来说，会发光的动物属于一系列不可捉摸的、被神化的自然现象中的一部分。

到后来我们发现，这些“神迹”大约来自于两种反应。第一种是像萤火虫那样，身体中可以产生荧光素酶，第二种则是像深海鱼一样，利用身体的光蛋白底物发生氧化反应。也就是说这些神迹都是建立在一种生物化学反应之上，在以往我们缺乏对自然世界的把控时，当然无法利用起这些这些化学反应。

不管是试图捉住萤火虫放在袋子里，还是像海绵宝宝一样把发光的水母放进玻璃瓶，这些生物最终都会死去，然后变得黯淡无光。最终只能靠着皮肤上一点点残留物质散发微光，可是说是一种非常废柴的神迹了。

当生物光源成为一块基因积木

在几年前，EA曾经推出过一款非常火热的游戏《孢子》，游戏中玩家可以对生物进行各种模式的改造，比如创造出头上长草的恐龙，或是长着眼睛的树木。在现实生活中，科学家们也在不断尝试着生物改造，其中生物发光这个有趣的特性，就常常被拿来进行“积木式”的改造。

例如，通过基因编辑科学家可以实现让植物在黑暗中散发光芒。

英国剑桥大学通过对萤火虫和海洋动物的研究，制造出了一种可以植入不同类型生物体、可遗传的基因组。而这种基因组可以被植入到植物中，让植物中生成一种氧合虫荧光素，和大肠杆菌结合后，植物就可以在化学反应之下散发出光芒。也就是说，用shi给这些植物施肥，他们就可以照亮世界……

又比如，日本理化研究所开发出的单细胞生物发光成像系统，可以让动物体内的细胞散发出更容易观测到的光线。

将这种名为AkaBLI的物质融入水中，让实验鼠喝下去，或者直接注射到实验鼠体内，就能使实验鼠身体内的某些细胞发出光芒。尤其是在肺部、大脑这些器官中，有了闪闪发亮的细胞，科学家们就可以使用一些非入侵的方式进行动物实验。

至于海绵宝宝最爱的荧光水母，最近也被科学家们拿来“提取”发光物质。

来自MIT的Costa博士已经尝试过，将让水母发光的蛋白在水溶液以外也能保持稳定。这种名为“荧光蛋白”的细菌在几乎无水的栽培基中也能存活。于是来自水母的荧光蛋白细菌正在像钨丝一样，在灯泡中散射出光芒。

有生之年系列：我们真的能够利用上超废柴的生物光源吗？

在《孢子》中，我们通过基因编辑改造各式各样的生物来满足自己做造物主的愿望。可在游戏之外的三次元世界，让老鼠或植物发光这种事情不管怎么看都显得意义不大，像是吃太饱后才会有的研究结果。但在深入了解之后，我们会发现，原来生物光源这种技术，确实能填补不少真实应用场景。

首先，在节约能源上生物光源就拥有很高的效率。

利用生物发光实现节能有两种方式，一种是抛弃现有的一切照明模式，仅仅使用经过基因编辑的发光植物来照明。研究生物发光树的剑桥团队就提出，未来可以通过种植发光树木来替代路灯，或在家中种植发光的水草来实现照明。这样不仅能够节能环保，还能够让那些供电条件不好的地区也享受到光明。

另一种方式是维持原有的照明方式，但将灯泡内的物质进行更换。成功提取出水母荧光蛋白细菌的研究团队，就在尝试让这种蛋白在灯泡和玻璃夹层中保持稳定，成为有效的光源。科学家们这么做的理由也很简单，他们表示LED灯和屏幕在发光时需要一种名为钇铝石榴石的物质，这种物质建立在稀土资源的开采之上，有朝一日稀土资源用完了，他们的水母蛋白就会排上用场。

而且相比普通光源，生物光源的高稳定性也使其可控范围更广。

在研究中科学家们发现，可以通过生物蛋白的自我修复特性，使其在断裂-重建的过程之中调节光谱。利用不同荧光蛋白的不同光谱特征，甚至能够实现完全模拟太阳光线。这种技术对于英国、北欧这类日照条件很差的地区来说意义非凡，对太阳光线的模拟能够减少这些地区季节情感障碍的发病率，让人们不再因为见不到阳光而感到心情阴郁。

除了这些偏向于大众的用途之外，生物光源技术还可以被用作细胞染色，方便科学研究时进行观察，甚至有人还提出利用这种技术对皮肤染色，制成发光文身甚至干脆进行人体改造……总之利用起更生物光源距离我们并不遥远。

其实自然与科技之间从来都不曾对立，他们只是两个平行世界，对于世间万物有着各自的答案。只要一座小小的桥梁，就能打通虫洞，同时获取两个世界的能量。

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