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螢火蟲閃爍奧祕科學家解析

Dec 27th 2014, 06:55

中央社 –

（中央社記者陳至中台北27日電）生物發光不稀奇，螢火蟲能發出「閃爍」的螢光，學問就大了。台灣、瑞士科學家合作，利用X光三維成像技術，成功解析了螢光閃爍的機制，關鍵在於間歇性的氧氣供給。

科學家很早就瞭解螢火蟲產生螢光的原理，螢光蛋白、酵素也已被大量應用於人類生活之中。然而螢火蟲最大的奧秘，在於能讓螢光「閃爍」，達到群體聯繫的目的，其中機制科學界有許多不同的假說。

其中一個假說，認為一氧化氮與粒線體的作用，控制了螢光的「開」和「關」。螢火蟲發光時，氧氣會透過複雜的氣管系統，傳送到發光細胞中，氧氣消耗殆盡後，就不發光，如此反覆形成「閃爍」的螢光。

中央研究院物理所研究員胡宇光、清華大學生命科學系教授李家維，與瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）等研究團隊合作，利用「同步輻射X光顯微鏡」觀察螢火蟲的發光器，將氣管系統數值化處理，精確算出氧氣到達發光細胞的流量，進而驗證上述假說。

研究團隊指出，螢火蟲不發光時，粒線體會消耗所有氣管系統提供的氧氣，完全阻隔氧氣進入發光系統。要發光時，則靠粒線體的「鈍化」，使發光系統得到足夠氧氣，進而發出螢光。

研究團隊透過測量，精確計算出螢光發光的能量消耗，證實間歇性的氧氣供給，就是控制螢光「閃爍」的機制。胡宇光說，這次研究是以「物理角度」研究生物，傳統生物觀察，無法對活體昆蟲做超過光學解析度的影像分析，而同步輻射X光技術卻做到了。研究成果發表於國際知名物理期刊「物理評論快報」（PhysicalReview Letters）。1031227

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