■包光潜
夏夜的城市最让我迷恋的还是那些光怪陆离的灯光,它让城市充满了活力和欲望,让生命存在的形式得到升华。这些美化城市的光色都来自一种叫光源的物质,它们每时每刻都在消耗能量和资源,而来自自然的光亮却很少。
光源有三种基本类型。一是热核光源,如太阳每时每刻都在发生着热核反应,将巨大的原子核能转化成光能,通过辐射形式向宇宙空间释放;二是白炽光源,如家庭使用的白炽电灯;三是化学光源,如燃烧类。除了燃烧以外,还有生物光源,诸如萤火虫、夜光藻、磷虾、栉水母等。
自然界中,能够发光的生物是繁多的。它们的发光机制各有各的不同,但究其实质而言,都是机体内发生了生物化学反应,将化学能转化为光能。这种生命之光不同于其他光能,它们发出的都是冷光,颜色也是各不相同的。就拿萤火虫来说,它的腹部有一个发光器。这个发光器分为三个层面,即发光层、反光层和透光层。反光层在发光层的下面,透光层在发光层的上面,并有许多透明的小“窗户”。发光层拥有数千个发光细胞,其中含有丰富的荧光素和荧光酶。在荧光酶的作用下,荧光素发生氧化反应便将化学能转化为光能。
仲夏的夜晚,我们徜徉在河畔、树荫、草丛等地方,到处闪烁、流动着绿荧荧的光亮。它们像苍穹的星星一样,一眨一眨的。为什么萤火虫一会儿亮一会儿暗呢?这和星星眨眼睛可不一样啊!星星的眨眼睛是大气的流动、分布不均匀导致的折射现象,而萤火虫却是因为氧气的供给量的不同所导致的。原来在萤火虫的发光器周围有许多气管,空气中的氧气就是靠这些气管来输送的。氧气充足时,荧光就很亮;氧气减少时,荧光就自然而然地变暗了。所以,我们才看见萤火虫一明一灭的。
萤火虫体内哪来那么多的荧光素呢?难道是取之不竭用之不尽的?当然不是。科学家们通过研究发现,萤火虫体内的三磷酸腺苷比较多,荧光素在每一次发光之后,生物反应的产物便与三磷酸腺苷相互作用重新获得新的荧光素。所以,我们对萤火虫的一明一灭还可以这样猜测:是不是荧光素一时补给不足造成的呢?或者两种原因兼而有之?
今天的光源已丰富多彩了,生物光源研究前景广阔。由荧光素、荧光酶和三磷酸腺苷合成的生物光源已经应用到许多领域。每一次看见蛙人在阴晦的水底作业时,我便情不自禁地想起萤火虫来,想起许多与萤火虫有关的故事来,像车胤囊萤夜读。
我们每个人都是一个微不足道的萤火虫。从单体上来看,似乎没有多大的能耐。其实不然。如果每个人都能够发光,那么许多人的光亮就足以照亮我们的前程。记得1898年,美国军队在古巴作战,著名的哥加斯医生正在为伤员施行手术,突然停电了,眼前漆黑一团。大家正在束手无策时,有人给哥加斯医生拿来了一瓶扁甲萤(西印度群岛的一种亮度比较大的萤火虫),高高悬起,那些荧荧的光亮集合在一起,挽救了一个又一个战士的生命。这是多么难能可贵的生命之光啊!
走出城市的繁华,看一看郊外的萤火吧。
《科学时报》 (2010-12-17 B2 科苑走笔)