你可以将手表调到这个发光的绿色蠕虫狂欢

每年夏秋两季，日落之后，浅水区都会上演一场梦幻般的绿光秀，这是加勒比海最引人入胜的自然奇观之一。如果你有机会看到它，请不要忘记，你正在观看一场实时发生的巨型、淫秽的蠕虫狂欢。多亏了发表在PLOS ONE上的一项新研究，我们现在知道了这场海洋性爱派对如何开始的更多秘密——尤其是派对总是准时开始，而且它取决于一种非常特殊的独特酶，这种酶让百慕大萤火虫 ( Odontosyllis enopla ) 发出火红的光芒。

美国自然历史博物馆无脊椎动物学部馆长、新研究的合著者马克·西德尔 (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。”他立即产生了兴趣，想要进一步了解它的工作原理以及什么样的基因赋予了这种物种如此非凡的发光性。直到二十年后，他和他的同事才终于开始进行一项真正的研究。

1492 年，克里斯托弗·哥伦布和他的船员首次记录了百慕大萤火虫发光的现象，称其“看上去就像一根小蜡烛的火焰交替升起和降下”。科学家们在 20 世纪 30 年代将这种现象认定为一种交配仪式，发生在夏季和秋季，在满月后的三个晚上，日落后 55 分钟，时间非常准时。雌性萤火虫会发光并吸引雄性萤火虫。

“想象一下从水面上望去，”西达尔说道。“天很黑。太阳已经落山近一个小时了。在一个晴朗的夜晚，月亮在你身后升起，看起来很圆。然后你看到一个模糊的东西，在齐腰深的水中，近距离观察，绝对不会认错。雌虫大概一英寸半长，在直径约四英寸的紧密圆圈中游动，它们散发着光芒。它们本身在发光，但光芒环绕着它们，并在它们身后拖曳，就像发光的蓝绿色牛奶。突然，一个更暗淡的光彗星出现了，从水底以一定角度沿直线轨迹划过，这是一条雄虫以令人难以置信的精确度向雌虫靠近。然后一切都结束了。雌虫消失了。”

这种光是由一种酶引起的荧光素酶。研究小组对十几只雌性蠕虫的转录组（即完整的 RNA 组）进行了分析，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中发现的都不同。这是一种完全不同的形式，由该物种独有的基因家族产生。

“萤火虫荧光素酶显然是从具有其他功能、与光无关的加氧酶进化而来的，”Siddall 说。“但从蛋白质水平来看， Odontosyllis物种中的这些荧光素酶与之前测序的任何物质都不一样。”

研究小组还发现了在交配表现中发挥更大作用的基因。线虫实际上经历了一种称为“表位发育”的变态，这意味着该物种会对指示一天中什么时间以及一个月中的什么时间的信号做出反应。除了生物发光之外，表位发育阶段还包括雄性线虫眼睛的扩大（这样它们就能更清楚地看到雌性发出的光），以及储存和释放性细胞的器官的改变。

交配前发光可能有点奇怪，但作为一种交配仪式，它也是极其有用的。海洋巨大无比，这使得小生物很难找到彼此。“如果你要把你的卵子和精子扔进水里，最好和你物种的其他生物同时扔，”西达尔说。“现在，如果你能把握好时机，在同一个地方，那就更好了。”黑暗中的发亮有助于满足这两个条件，大大增加了成功繁殖的机会。

研究特定物种的此类特定行为也有一些实际应用，例如人工生产发光酶。百慕大蠕虫荧光素酶可能比其他类型的蛋白质更易于模仿。

“这些无脊椎动物的交配表演在视觉上非常壮观，”海洋生物学家、佛罗里达州珊瑚海水族馆馆长詹姆斯·B·伍德 (James B. Wood) 说道，他并未参与这项研究。他认为，即使结果并不那么令人震惊，也绝对令人兴奋。“作为百慕大海洋科学研究所的前教员，我很高兴向许多学生介绍了这场令人惊叹的自然烟火秀。这些蠕虫比大多数人都准时！谁知道它们还隐藏着什么其他秘密？”