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星期文库 唐诗中的科学之二

奇妙的“冷光世界”

韩吉辰

  唐朝著名诗人杜牧写有一首《秋夕》:银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,坐看牵牛织女星。

  大自然的夜晚被飞来飞去的萤火虫点缀得富有诗情画意。萤火虫的光称为“冷光”,一般是黄绿色,除此之外还有橙黄和橙红色的。除了萤火虫,自然界的许多生物也能发出五颜六色的冷光,它们形成了独特的冷光世界。

  如今,科学家已经揭开了萤火虫发光的秘密:萤火虫发光细胞中含有荧光素、荧光酶、三磷酸腺苷(ATP)和金属镁离子,体内的荧光素在荧光酶和镁离子的催化作用下,与空气中的氧气发生氧化作用,同时发生能量的变化产生了点点荧光。

  萤火虫所发出的冷光,据科学家精心测量,温度不超过0.001℃,是真正的“冷光”。令人惊奇的是:荧光素几乎能将化学能100%地转化为可见光,而现代光源的发光效率还不到10%。人们利用荧光分离器,从发光生物中分离出荧光素和荧光酶,用人工方法控制生物发光,培育出“发光细菌”,制成闪闪发光的“细菌灯”。但是要提炼一张普通邮票那么重的荧光素,就需要三万三千只萤火虫。于是,科学家又利用生物化学法人工合成了荧光素,为冷光的广泛使用打开了大门。冷光的使用非常广泛,在矿井中使用冷光可以避免瓦斯爆炸,水下扫雷使用冷光可以避免电灯产生的电磁干扰等。

  有趣的是,遗传学家也对萤火虫产生了兴趣,美国科学家成功地将萤火虫的发光基因移植到植物细胞中,使植物也能发出淡绿色的冷光。紧接着,科学家又将荧光基因转移到鼠和猴的细胞中,也取得了成功。

  最近又传来新消息:萤火虫“生物探测器”有望飞上太空!原来科学家发现,生命体无论体形大小,甚至是微生物,体内均含有ATP(三磷酸腺苷),利用荧光酶、荧光素等制成的“生物探测器”对外太空进行检测,看其是否存在发出荧光的物体,就可以发现生命存在的痕迹。

  你看,小小的萤火虫对人类又做出了新贡献!

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