艺术家在瑞士森林中发现一种绿色发光的蘑菇

藏红花伞蘑菇竟然具有生物发光特性。
a green glow of bioluminescence from a mushroom
M. crocata(藏红花伞蘑菇)菌丝体培养物的生物发光 Heidy Baggenstos/AndreasRudolf

瑞士郁郁葱葱的森林并非人们首先会想到的 生物发光生物 的栖息地。然而,苏黎世一个街区的一片森林却生活着一种会发出绿色荧光的 蘑菇。一项最近发表在《Mycoscience》杂志上的 研究 描述了这种蘑菇新发现的生物发光特性。

什么是生物发光?

生物发光 是活体生物产生光的一种化学过程。水母萤火虫、真菌以及 其他许多生物 都以能发出自身光芒而闻名。早在2000多年前,古希腊哲学家亚里士多德就观察到了生物发光的真菌,并将它们称为从腐烂木材中散发出的“冷火”。 

尽管这种发光背后的 生物学机制 现在已经相当清楚,但其生态功能仍然难以捉摸。一些 发光蘑菇 被认为可以吸引昆虫来传播孢子,但发生在真菌地下部分的生物发光并不符合这一假说。

“生物发光似乎被长期保留了下来,所以我们假设它具有某种功能,”该研究的合著者、瑞士联邦森林、雪和景观研究所(WSL)的真菌学家 Renate Heinzelmann 在一份声明中 表示。“但它仍然是个谜。”

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寻找真菌

这种蘑菇最初是由艺术家兼研究合著者 Heidy Baggenstos 和 Andreas Rudolf 发现的。两人已经研究生物发光生物十多年了。

“我们想证明这些生物发光蘑菇存在于瑞士的森林中,并且我们不必走很远就能找到它们,”Baggenstos 在一份声明中

Baggenstos 和 Rudolf 在苏黎世 Albisrieden 街区的一片森林中散步时,通过他们的相机 看到了绿光。与 北极光 类似,真菌的自然光有时非常微弱,肉眼无法看见,需要 相机 才能看到。

brown mushrooms growing out of a decaying piece of wood
M. crocata 生长在腐烂的木头上。图片来源:Baggenstos/Rudolf。

“如今我们总是带着手机或手电筒,但在森林里看到生物发光,必须是漆黑一片,”Rudolf

他们收集了一些发光标本,最初以为是已知的发光物种 *Mycena haematopus*(血红柄小菇)。在他们光线充足的工作室里,艺术家们意识到这是一种叫做 藏红花伞蘑菇 (*Mycena crocata*) 的物种。虽然这种蘑菇以其藏红花色的菌汁闻名,但 之前从未被描述为具有生物发光特性

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Baggenstos 和 Rudolf 与 Heinzelmann 合作,进一步研究这一发现。艺术家们首先使用长时间曝光照片和 发光计——一种比相机更能放大微弱光线的仪器——来测量蘑菇不同部分发出的光量。 

“大部分实验都是由艺术家完成的,”Heinzelmann 说。“他们收集了样本,拍摄了照片,并进行了光线测量。”

地下发光

在真菌中,生物发光的关键步骤发生在 酶荧光素酶发光化合物荧光素 转化为不稳定的产物时。然后,当该产物衰减时,会以光的形式释放能量。与 荧光 不同,这个过程不需要外部光源。 

光线测量显示,*M. crocata* 的可识别子实体(与菌柄基部分开的部分)不发光。相反,真菌的菌丝体——类似于植物根系吸收养分的地下丝状网络——是最具生物发光性的。因此,*M. crocata* 生长在其上的腐烂木材被劈开时也会发出绿色荧光。当木材干燥时,这种绿色荧光可持续长达四个小时。当 Baggenstos 和 Rudolf 培养纯菌丝体时,它们在最佳条件下 可保持生物发光长达164天

a green glow under a decaying piece of wood
有时在蘑菇菌柄基部也能观察到生物发光。图片来源:Baggenstos/Rudolf。

Heinzelmann 的基因实验证实了物种身份以及在 柄伞菌属 中所有发光真菌中都存在与生物发光相关的基因。

“未来将不断有更多生物发光物种被发现,”Heinzelmann 预测,“生物发光领域的研究不足,越多的人去寻找,就会发现越多。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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