David Gruber 在巴西东南部海岸进行研究时，海洋突然发出了光芒。他和两位同事一起，正在测试一个连接在他潜水器上的柔软的机器人手臂，这时一群海菜游了过来，散发着它们标志性的蓝色光芒。“它们太迷人了，”Baruch College 的生物学教授 Gruber 说。他将这些“长得像外星生物”的生物描述为，它们形成了一个长长的管状结构，作为一个整体在水中移动。
Gruber 和他的团队用柔软的机器人手臂小心翼翼地捕获了七只海菜。回到实验室后，他们将它们放进一个黑暗的水族箱中。为了进一步研究它们并创作出上面的图片，他们通过移动或使用闪光灯拍摄数码照片来刺激这些动物发光，并用索尼 A7s II 相机捕捉了照片和视频。然后，他们开始研究这些动物的基因组，试图找出哪个基因负责它们的发光。（他们还研究了 2017 年 7 月在温哥华岛附近收集的动物，这是有记录以来最大规模的一次海菜爆发。）
本周早些时候，该团队在《科学报告》（Scientific Reports）杂志上发表了他们的研究成果。研究人员认为，这是脊索动物（chordates）中首次描述的发光基因。脊索动物在其生命周期的某个阶段，身体会由软骨状的骨杆支撑。
“这篇论文开始揭示脊索动物生物发光的一些奥秘，”堪萨斯大学博士候选人、未参与此项研究的生物学家 Rene Martin 说。我们对动物生物发光的大部分了解都来自于对水母或浮游生物等非脊索动物的研究。能够发光的脊索动物很难研究。它们通常隐藏在深海中，很少浮出水面。即使它们偶尔出现，也会令见到它们的人们惊叹不已。例如，海菜曾让一位名叫 Thomas Henry Huxley 的外科医生着迷。1851 年，他乘坐海军舰艇“响尾蛇”号时，将这些动物描述为“从黑暗的海洋中闪烁而出的微型火焰柱”。
科学家们早就知道海菜身上有称为“光感受器”（photosites）的特殊细胞，这些细胞分布在它们身体周围的斑点状区域，使它们能够发光。这些细胞含有一种叫做“荧光素酶”（luciferases）的基因，
这些基因会指示这些生物体启动一种化学反应，该反应会激活一种叫做“荧光素”（luciferin）的分子。当动物受到干扰时，这种分子就会释放光。
Gruber 解释说，寻找发光基因是一项艰巨的任务。在对动物的 DNA 进行测序后，他们发现了几个看起来像荧光素酶的基因。他们选择了一个最有希望的基因，并创造了一个合成复制品。当他们通过使其与荧光素相互作用来测试该基因时，团队获得了他们正在寻找的那种火花。
堪萨斯大学的 Martin 在给《大众科学》的电子邮件中表示，研究人员发现了一个与生物发光相关的基因，这令人兴奋。到目前为止，其他脊索动物的发光被解释为来自它们的饮食或与发光细菌的共生关系。这项研究发现了一个与水母等动物相似的基因，这可能意味着使用生物发光的动物可能有一个共同的祖先。
“几个世纪以来，人类遇到了这些能像萤火虫一样自己发光的奇怪动物。我们知道其中一些动物为什么以及如何做到这一点，但对另一些动物来说，却很难弄清楚，”Gruber 说。“一百多年来，不同的科学家都在研究这种动物。能够参与这场长期存在的讨论，并为其贡献另一块信息，感觉很棒。”
