科学研究发现: 生物会发出微弱的光

发布日期：2025-05-21 11:22    点击次数：118

生物会发出微弱的光

加拿大卡尔加里大学研究人员最近在《物理化学通讯》上发表研究报告称，所有生命体都在发出一种肉眼无法察觉的微弱光芒，而这种光芒会在死亡时消失。他们将这种微光称为“超微弱光子发射”，可以为研究人员提供一种新颖的无创方式来观察生命活动和植物对压力的反应。

超微弱光子发射是所有生物系统自然产生的一种极其微弱的光，这意味着，不光是动物，植物也会发出这种光。其强度非常低，仅为每平方厘米每秒10-10^3个光子，波长范围在200-1000纳米之间。与萤火虫或某些深海生物产生的明亮可见的生物发光不同，这种微弱的光芒需要借助特殊的高灵敏度设备才能检测到。

小鼠和植物叶片发出的微光

科学家们发现，这种微弱发光的主要来源与生物体内的活性氧类物质有关。细胞代谢过程中，特别是在线粒体进行氧化磷酸化的过程中，会产生这些高度活跃的含氧分子。当这些反应性分子参与化学反应时，会有少量能量以光子形式释放，形成科学家们所观察到的超微弱光子发射。

高灵敏度 EMCCD 和 CCD 相机，用于在黑暗、受控的环境中对 UPE 进行成像

为了能捕捉这种极其微弱的光线，研究团队采用了尖端技术。他们设计了特殊的超暗室环境，以消除环境光的干扰，并使用了两种高灵敏度相机系统：电子倍增电荷耦合器件相机，主要用于观察植物发出的微弱光子；电荷耦合器件相机，用于观察小鼠体内光子发射变化。这些设备能够捕获单个可见光波长的光子，噪音极低，量子效率高达90%以上，研究人员能够精确记录生物体发出的微弱光芒。

温度对植物微光强度的影响

研究团队在小鼠和植物上进行了一系列实验，获得了一些引人注目的发现：在小鼠实验中，研究人员发现，尽管活体小鼠和刚刚死亡的小鼠体温都保持在37°C，但活体小鼠表现出明显更强的光子发射，而死亡小鼠的光子发射几乎完全消失。这表明，超微弱光子发射与生命活动密切相关，可以作为生命活力的一个指标。而在植物实验中，研究人员发现，当植物遭受温度升高或物理损伤等压力因素时，其超微弱光子发射的强度会显著增加。受伤部位始终比未受伤部位发出更明亮的光线，而且当伤口部位接受化学处理时，这种差异会变得更加明显。

这项研究不仅仅是一个单纯科学好奇心的探索，它还有许多实际的用途，比如无创诊断工具，压力反应监测，药物研究以及基础生物学研究。随着成像技术的进一步发展，科学家们有望获得更高分辨率的生物发光图像，甚至可能发展出便携式设备，使这种技术在临床和农业环境中适用。

超微弱光子发射的研究不仅让我们看到了生命的另一面，也为探索生命的本质提供了一个新的视角。无论是作为一种诊断工具，还是作为理解生命过程的窗口，这项技术都有可能在未来改变我们观察和理解生命的方式。

尽管这种生命之光肉眼难见，但它确实存在，见证着生命的活力和生物体对环境变化的适应能力。这项研究再次证明，在我们熟悉的世界背后，还隐藏着许多等待我们发现的奇妙现象。