加勒比地区最令人着迷的自然奇观之一发生在每年夏秋之际，日落后不久，浅水区就会变成一场奇幻的绿色灯光秀。如果你有机会看到它，永远不要忘记，你正在实时观看一场大型、淫荡的蠕虫交配盛宴。多亏了一项新研究 发表在《PLOS ONE》上，我们现在对这场海洋性爱派对如何开始有了更多了解——特别是派对总能准时开始，而且这依赖于一种非常特别、独特的酶，正是它赋予了百慕大火虫（Odontosyllis enopla）它们炽热的光芒。
美国自然历史博物馆无脊椎动物动物学部的馆长、新研究的合著者Mark Siddall于1995年首次近距离观察了百慕大蠕虫的交配仪式。“我惊呆了，”他说。“我花了几分钟才相信我所看到的。”他立刻对了解它是如何运作的以及是哪些基因赋予了该物种如此 remarkable 的发光能力产生了浓厚的兴趣。直到二十年后，他才和他的同事们着手进行了一项实际的研究。
百慕大火虫的发光现象最早由克里斯托弗·哥伦布及其船员在1492年记录下来，描述为“像一个小蜡烛的火焰，时而升起，时而落下”。科学家们在20世纪30年代将这种奇观确定为一种交配仪式，发生在夏秋季节，在日落后整整55分钟，在一个 满月 三天后，时间精准得令人毛骨悚然。是雌性蠕虫发光来吸引雄性。
“想象一下看着水面，”Siddall说。“天色已黑。太阳几乎一个小时前就落山了。在一个晴朗的夜晚，月亮在你身后升起，看起来非常圆。然后你看到水里有些微弱的东西，腰深，近在咫尺，清晰可见。雌性蠕虫，可能只有一英寸半长左右，正以直径约四英寸的紧密圆圈游动，它们正在发光。它们本身在发光，但光芒围绕着它们，并像发光的蓝绿色牛奶一样拖在后面。突然，一团更微弱的小光团出现，从底部以一条死直线划过，一只雄性以惊人的精确度朝着一个目标飞来。然后一切就结束了。她消失了。”
这种发光是由一种 称为荧光素酶的酶 引起的。该团队分析了十二只雌性蠕虫的转录组——即完整的RNA集合——并发现百慕大蠕虫产生的荧光素酶与迄今为止在任何其他生物体中发现的都不同。它是一种完全不同的形式，由一个对该物种完全独特的基因家族产生。
“萤火虫的荧光素酶显然是从具有其他功能的氧化酶进化而来的，与发光无关，”Siddall说。“但这些Odontosyllis物种的荧光素酶，在蛋白质层面，看起来与之前测序过的任何东西都不同。”
该团队还确定了在交配表演中起更大作用的基因。这些蠕虫实际上会经历一种称为“端足变形”的变态，这意味着该物种正在对表明一天中和一个月中时间的信号做出反应。除了生物发光，端足变形阶段还包括雄性蠕虫眼睛的增大（以便它们能更清楚地看到雌性的发光），以及储存和释放性细胞的器官的改变。
在交配前发光可能有点“出格”，但作为一种交配仪式，它也非常有用。海洋浩瀚无垠，这使得小型生物更难找到彼此。“如果你要将卵子和精子排入水中，最好在同一时间与其他同类物种进行，”Siddall说。“现在，如果你能掌握好时机，并且 在同一个地方，那就更好了。”在黑暗中准时的发光有助于满足这两个条件，大大增加了成功 繁殖 的机会。
研究这种特定物种的特定行为也有一些实际应用，例如人工生产发光酶。百慕大蠕虫的荧光素酶可能比其他类型的蛋白质更有效率。
“这些无脊椎动物的交配展示在视觉上非常壮观，”James B. Wood说，他是一位海洋生物学家，也是佛罗里达州珊瑚海水族馆的馆长，他没有参与这项研究。他认为这些结果确实令人兴奋，即使它们并没有什么惊人之举。“作为百慕大海洋科学研究所的前教员，我有幸向许多学生介绍了这场令人惊叹的自然烟火表演。这些蠕虫比大多数人都准时！谁知道它们还保守着什么秘密？”
