从发光猫到袋熊荧光哺乳动物比您想象的要常见得多

导读 最近,据报道,几种哺乳动物在紫外线(UV)下会发光,其中包括我们心爱的鸭嘴兽。但直到现在,没有人知道这种现象在哺乳动物中有多常见。我们

最近,据报道,几种哺乳动物在紫外线(UV)下会“发光”,其中包括我们心爱的鸭嘴兽。但直到现在,没有人知道这种现象在哺乳动物中有多常见。

我们今天发表在《皇家学会开放科学》上的研究发现,这种发光(称为荧光)极为常见。我们研究的几乎每一种哺乳动物都表现出某种形式的荧光。

我们还检查了发光以确定它是否真的是荧光而不是其他现象。然后,我们测试了在博物馆标本中观察到的荧光是否是自然的,而不是由保存方法引起的。

我们还搜索了荧光的类型和程度与每个物种的生活方式之间的联系,以了解如果您是哺乳动物,在紫外线下发光是否有任何好处。

夜总会灯

夜总会的游客会熟悉白色的衣服,或者他们的杜松子酒和滋补品,在紫外线下发出蓝色的光。这是荧光的一个很好的例子——紫外线(人类看不见的电磁辐射的一种形式)的能量被某些化学物质吸收。

然后这些化学物质会发出可见光,这是一种较低能量的电磁辐射。就杜松子酒和奎宁水而言,这是由于奎宁水中存在奎宁分子。

杜松子酒和滋补品在紫外线照射下看起来呈荧光状的原因是滋补品中含有奎宁。图片来源:维基共享资源,CCBY

就动物而言,这可能是由于其鳞片、皮肤或毛皮中的蛋白质或色素所致。荧光在动物中很常见。据报道,鸟类、爬行动物、两栖动物、鱼类、珊瑚、软体动物以及最著名的蝎子和其他节肢动物都存在这种现象。

然而,尽管最近的研究提供了几个例子,但在哺乳动物中却很少被描述。我们已经知道骨头和牙齿会发出荧光,白色的头发和指甲也是如此。一些啮齿动物在紫外线下发出粉红色的光芒,而鸭嘴兽则发出蓝绿色的光芒。

哺乳动物多久发光一次?

我们的团队聚集在一起是因为我们对哺乳动物的荧光感到好奇。我们想知道最近报道的各种物种的发光是否真的是荧光,以及这种现象有多普遍。我们从博物馆和野生动物园获取了保存和冷冻的标本进行研究。

我们从鸭嘴兽开始,看看是否可以复制之前报道的荧光。我们在紫外线下拍摄了保存和冷冻的鸭嘴兽标本,并观察到荧光(尽管相当微弱)。

为了确保它是荧光而不是其他看起来类似的效应,我们使用了一种称为荧光光谱的技术。

这涉及到向样品照射各种光源并记录所产生的辉光的特定“指纹”,称为发射光谱。这样,我们就可以确认我们所看到的确实是荧光。

我们对其他哺乳动物重复了这一过程,并在考拉、塔斯马尼亚袋獾、短喙针鼹、南方毛鼻袋熊、袋狸、大袋狸甚至袋狸的白色皮毛、脊椎甚至皮肤和指甲中发现了明显的荧光证据。猫。

新鲜冷冻和经过化学处理的博物馆标本都发出荧光。这意味着并不是硼砂或砷等保存化学品引起了荧光。因此,我们得出结论,这是一个真实的生物现象。

耀眼灯光下的哺乳动物

利用西澳大利亚博物馆收藏的标本,我们将实验推进到下一阶段。当我们将标本暴露在紫外线下时,我们记录了每种发出荧光的哺乳动物。

结果,我们发现了125种荧光哺乳动物,代表了所有已知的目。荧光显然在哺乳动物中很常见并且广泛分布。

特别是,我们注意到白色和浅色毛皮会发出荧光,而深色色素沉着会阻止荧光。例如,斑马的白色条纹会发出荧光,而深色条纹则不会。

然后,我们使用我们的数据集来测试荧光是否在夜间活动的物种中更常见。为此,我们将荧光总面积与夜间活动、饮食和运动等生态特征相关联。

夜行哺乳动物的荧光确实更强,而水生物种的荧光则低于那些穴居、生活在树上或陆地上的物种。

根据我们的结果,我们认为荧光在哺乳动物中非常常见。事实上,这可能是头发的默认状态,除非它的色素很重。这并不意味着荧光具有生物学功能——它可能只是未染色头发结构特性的产物。

然而,我们认为花期对于使动物的浅色部分变亮(用作视觉信号)可能很重要。这可以提高它们的可见度,尤其是在光线不足的情况下,就像添加到白纸和衣服中的荧光增白剂一样。