我們能夠利用上超“廢柴”的生物光源嗎？

圖片來源：視覺中國

文｜腦極體

會發光的生物，其實是我們的老朋友了。小時候課本裡學到過囊螢映雪，終極學霸車胤為了在晚上也能看書，收集起螢火蟲用作照明。後來認識了電視裡的海綿寶寶，會發光的水母是他和派大星的最愛。

不過在光源唾手可得，甚至已經形成光汙染的今天，生物光似乎完全失去了利用價值。如果真的像課本裡那樣，抓一群螢火蟲放到玻璃瓶子裡照亮書本，怎麽想都是一件效率很低事情。

不過隨著有關生物光源的研究不斷深入，水母和螢火蟲正在實現照明以外的價值。

史上最廢柴的神跡：當鹹魚會發光

除去傳說中非常不現實的螢火蟲讀書燈以外，人類真正對生物光進行大規模應用可以被追溯到100年前。電燈已經發明了幾十年，煤油燈、燭火更是普遍應用的1920年，人們為什麽要使用生物照明呢？

答案是當時在礦物勘探時，由於礦下無法應用煤油、蠟燭等明火，探照燈也尚未被發明，於是工人們常常使用一種“魚皮燈”，借助魚皮上磷脂散發的微光來照明。

除此之外，我們幾乎沒有其他應用生物光的經驗。但人類第一次發現生物身上的光芒，卻可以追溯到很多年以前。在歷史記載中，亞裡士多德曾經發現過魚身上會閃爍出光芒，將其稱為“神跡”。畢竟對於那時剛剛脫離鑽木取火不久的人類來說，會發光的動物屬於一系列不可捉摸的、被神化的自然現象中的一部分。

到後來我們發現，這些“神跡”大約來自於兩種反應。第一種是像螢火蟲那樣，身體中可以產生熒光素酶，第二種則是像深海魚一樣，利用身體的光蛋白底物發生氧化反應。也就是說這些神跡都是建立在一種生物化學反應之上，在以往我們缺乏對自然世界的把控時，當然無法利用起這些這些化學反應。

不管是試圖捉住螢火蟲放在袋子裡，還是像海綿寶寶一樣把發光的水母放進玻璃瓶，這些生物最終都會死去，然後變得黯淡無光。最終只能靠著皮膚上一點點殘留物質散發微光，可是說是一種非常廢柴的神跡了。

當生物光源成為一塊基因積木

在幾年前，EA曾經推出過一款非常火熱的遊戲《孢子》，遊戲中玩家可以對生物進行各種模式的改造，比如創造出頭上長草的恐龍，或是長著眼睛的樹木。在現實生活中，科學家們也在不斷嘗試著生物改造，其中生物發光這個有趣的特性，就常常被拿來進行“積木式”的改造。

例如，通過基因編輯科學家可以實現讓植物在黑暗中散發光芒。

英國劍橋大學通過對螢火蟲和海洋動物的研究，製造出了一種可以植入不同類型生物體、可遺傳的基因組。而這種基因組可以被植入到植物中，讓植物中生成一種氧合蟲熒光素，和大腸杆菌結合後，植物就可以在化學反應之下散發出光芒。也就是說，用shi給這些植物施肥，他們就可以照亮世界……

又比如，日本理化研究所開發出的單細胞生物發光成像系統，可以讓動物體內的細胞散發出更容易觀測到的光線。

將這種名為AkaBLI的物質融入水中，讓實驗鼠喝下去，或者直接注射到實驗鼠體內，就能使實驗鼠身體內的某些細胞發出光芒。尤其是在肺部、大腦這些器官中，有了閃閃發亮的細胞，科學家們就可以使用一些非入侵的方式進行動物實驗。

至於海綿寶寶最愛的熒光水母，最近也被科學家們拿來“提取”發光物質。

來自MIT的Costa博士已經嘗試過，將讓水母發光的蛋白在水溶液以外也能保持穩定。這種名為“熒光蛋白”的細菌在幾乎無水的栽培基中也能存活。於是來自水母的熒光蛋白細菌正在像鎢絲一樣，在燈泡中散射出光芒。

我們真的能夠利用上超廢柴的生物光源嗎？

在《孢子》中，我們通過基因編輯改造各式各樣的生物來滿足自己做造物主的願望。可在遊戲之外的三次元世界，讓老鼠或植物發光這種事情不管怎麽看都顯得意義不大，像是吃太飽後才會有的研究結果。但在深入了解之後，我們會發現，原來生物光源這種技術，確實能填補不少真實應用場景。

首先，在節約能源上生物光源就擁有很高的效率。

利用生物發光實現節能有兩種方式，一種是拋棄現有的一切照明模式，僅僅使用經過基因編輯的發光植物來照明。研究生物發光樹的劍橋團隊就提出，未來可以通過種植發光樹木來替代路燈，或在家中種植發光的水草來實現照明。這樣不僅能夠節能環保，還能夠讓那些供電條件不好的地區也享受到光明。

另一種方式是維持原有的照明方式，但將燈泡內的物質進行更換。成功提取出水母熒光蛋白細菌的研究團隊，就在嘗試讓這種蛋白在燈泡和玻璃夾層中保持穩定，成為有效的光源。科學家們這麽做的理由也很簡單，他們表示LED燈和螢幕在發光時需要一種名為釔鋁石榴石的物質，這種物質建立在稀土資源的開採之上，有朝一日稀土資源用完了，他們的水母蛋白就會排上用場。

而且相比普通光源，生物光源的高穩定性也使其可控範圍更廣。

在研究中科學家們發現，可以通過生物蛋白的自我修複特性，使其在斷裂-重建的過程之中調節光譜。利用不同熒光蛋白的不同光譜特徵，甚至能夠實現完全模擬太陽光線。這種技術對於英國、北歐這類日照條件很差的地區來說意義非凡，對太陽光線的模擬能夠減少這些地區季節情感障礙的發病率，讓人們不再因為見不到陽光而感到心情陰鬱。

除了這些偏向於大眾的用途之外，生物光源技術還可以被用作細胞染色，方便科學研究時進行觀察，甚至有人還提出利用這種技術對皮膚染色，製成發光文身甚至乾脆進行人體改造……總之利用起更生物光源距離我們並不遙遠。

其實自然與科技之間從來都不曾對立，他們只是兩個平行世界，對於世間萬物有著各自的答案。只要一座小小的橋梁，就能打通蟲洞，同時獲取兩個世界的能量。