萤火虫为何能发光？如何控制发光？未解之谜揭开→

繁星和萤火虫交相辉映。（付新华教授团队供图）

“囊萤映雪”与“罗扇扑萤”kaiyun官方网站登录入口，这两个典故在中华传统文化中流传至今，历久弥新。自古以来，那宛如精灵般在夜空中闪烁的萤火虫，承载着人们对田园生活中诗意栖息的温馨回忆。然而，萤火虫为何能够发光？它们又是如何调控这种发光现象的呢？这两个问题始终是科学领域中的难题。

一只雄性雷氏萤在空中翩翩起舞，同时发出光芒，以期寻觅到心仪的伴侣。（图片由付新华教授团队提供）

近期kaiyun全站app登录入口，华中农业大学的研究员付新华及其团队，在施普林格·自然集团出版的学术期刊《自然-通讯》上，公布了一篇关于遗传学的最新研究成果。这项研究成功揭示了萤火虫发光的深层机理。

图中展示了在5至7天的蛹化过程中，萤火虫的成虫发光器官从无到有，迅速成长并开始发光，这一过程由付新华教授团队提供图片资料。

萤火虫的发光源于一种生物化学过程，这一过程涉及荧光素酶、荧光素、氧气、镁离子以及腺嘌呤核苷三磷酸等成分，通过高效的生化反应产生出冷光。付新华指出，萤火虫成虫发光器的形成机制与闪光控制机制是萤火虫研究领域中的两大基础性问题，同时也是最为复杂和难以攻克的问题。长期以来开元棋官方正版下载，科学家们的研究重点始终聚焦于荧光素酶和荧光素这两个方面。

AlAbd-B或AlUnc-4这两种关键的转录因子若被抑制，萤火虫便无法进行发光反应。（图片由付新华教授团队提供）

2018年，付新华团队运用了比较基因组学、比较转录组学以及基因干扰等多种技术手段，针对我国特有的一种水生萤火虫在其早期、中期以及晚期的发光器官进行了深入研究。研究结果表明，他们成功识别并聚焦于一种名为“Homeobox转录因子”的基因。这类基因属于发育调控基因，负责调控动物形态的发育过程，其家族成员众多，约有近百个基因组成。在这众多基因中，“AlAbd-B”和“AlUnc-4”这两个转录因子被认为是至关重要的。两者相互作用，进而激活并调节荧光素酶，亦即发光蛋白的合成。若其中任一转录因子功能受损，萤火虫将无法发出光芒。

研究还揭示，在细胞微观层面，萤火虫的发光机制依赖于“荧光素酶”在细胞器“过氧化物酶体”中的活性。荧光素酶通常在细胞质内大量合成，然而，若要其进入过氧化物酶体，必须借助过氧化物酶体的跨膜转运蛋白。AlAbd-B与AlUnc-4这两种转录因子，是负责调控过氧化物酶体跨膜转运蛋白的关键成分，它们在荧光素酶蛋白的转运过程中发挥着重要作用。

萤火虫组成的“银河”在草地上方流动。（付新华教授团队供图）

付新华指出，不同种类的萤火虫发光器的形态和发光频率各不相同，这种特性体现了物种的独特性，亦是萤火虫生物多样性的一个缩影。鉴于此，研究萤火虫成虫的发光原理，对于维护萤火虫的生物多样性具有极其重要的价值。