也許樹蛙可以利用熒光來進行交流。
成年雄性波爾卡圓點樹蛙在 400nm 紫外線照射下發(fā)出熒光（上圖），以及在日光照射下的波爾卡圓點樹蛙（下圖）。圖片來源：論文原文
熒光是一種光致冷發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)物質(zhì)經(jīng)某種較短波長的光照射后，吸收光能并隨即發(fā)出比入射光波長更長的光，該出射光即稱之為熒光。這種現(xiàn)象常被發(fā)現(xiàn)存在于鸚鵡、海龜、以及許多魚類身上，科學(xué)家推測這些動物利用熒光可以實現(xiàn)自我保護或進行交流通訊等。然而，在眾多兩棲動物中，此前還沒有發(fā)現(xiàn)一例可自然發(fā)出熒光的物種。
這回發(fā)現(xiàn)的波爾卡圓點樹蛙（Hypsiboas punctatus），隸屬于雨蛙科（Hylidae），是一種廣泛分布于亞馬孫盆地的蛙類。其體長約3cm，擁有兩棲動物中不常見的透明皮膚，在普通日光照射下，皮膚呈淺綠色并帶有白、黃或紅色斑點（如圖所示）。一般活躍于清晨、黃昏和夜間。
Julián Faivovich 博士在阿根廷布宜諾斯艾利斯的 Bernardino Rivadavia 自然科學(xué)博物館工作，他在研究這種樹蛙的皮膚色素時意外地發(fā)現(xiàn)了這一熒光現(xiàn)象。“在一些工作中，我們需要使用紫外線來照射它們身上的組織，然后發(fā)現(xiàn)它們居然全身都在發(fā)熒光。”他說。通過測量，他們發(fā)現(xiàn)圓點樹蛙的身體對光的最大吸收波長在 390-430nm，發(fā)出的熒光峰值在 450-470nm，其次是 505-515nm，從而整體呈現(xiàn)出青色，且雄性和雌性個體的顏色無明顯差異。
他和同事沿著樹蛙身上發(fā)出的熒光，一路追蹤熒光發(fā)射的源頭。他們分別測量了樹蛙身上不同部位的熒光譜線，并與活體樹蛙的熒光譜線相匹配，最終發(fā)現(xiàn)熒光的來源是樹蛙淋巴和皮膚腺中的某種可稱作 hyloins 的化合物。通過提純淋巴和皮膚間質(zhì)組織、表皮和皮膚腺體中的熒光分子，并采用生化及光譜分析，發(fā)現(xiàn)其中可稱作 Hyloins-L1、Hyloins-L2 和 Hyloins-G1 的分子是產(chǎn)生熒光的根源。另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)樹蛙發(fā)出的熒光亮度與周圍環(huán)境的光照密切相關(guān)，在滿月的夜晚，樹蛙發(fā)出的熒光亮度可以增強 18.5±2.6%，在黃昏時段甚至可以增強 29.6±3.2%。
樹蛙的這種“特性”使它們可以吸收自己不敏感的波長的光，并發(fā)出自己非常敏感的波長的光。這意味著樹蛙或許可以看到自己或其它樹蛙所發(fā)出的熒光。到目前為止，人們還不清楚樹蛙這個特性有什么用，“或許能在它們的相互交流中起到某種作用？”美國佛羅里達大學(xué)的 David Blackburn 說，“我們設(shè)想了很多多模信號，噪聲和視覺信號都有。每次一想到這些熒光可能會在交流中起到某種作用都會讓人非常興奮。”
Faivovich 和 Blackburn 都認為這種熒光現(xiàn)象可能比人們想象的更為普遍。“據(jù)我所知之前應(yīng)該沒有多少人研究過蛙類中的熒光現(xiàn)象，” Blackburn 說，“也許我們應(yīng)該把人類捕獲的每一種蛙類都拿來看看有沒有熒光。”
目前人類所知的蛙約有 5000 種，波爾卡圓點樹蛙可能不是唯一一種可以發(fā)出熒光的蛙類。“一般很少存在一種特性為某一種蛙類所專有，” Blackburn 說，“所以這更可能是較為普遍的特性。但是這樣就會帶來新的問題——產(chǎn)生熒光的生態(tài)環(huán)境是什么呢？它只普遍存在于樹蛙中嗎？這種現(xiàn)象在其它生態(tài)環(huán)境中出現(xiàn)過嗎？”
責(zé)編：科普知識網(wǎng)