世界末日后的夜晚，用萤火虫、蘑菇和细菌来照亮大地吧！

在法国城市桑斯的河边，一根根装有细菌的管子矗立在河岸上，发出幽幽的 蓝绿色的光。

河岸边的幽幽绿光｜Glowee

和刺眼的灯光不同，这种蓝绿光非常柔和。与萤火虫发光类似，它不需要通电，而是通过 海洋细菌体内自然的新陈代谢发出光芒，是一种生物照明。

这些河岸边的发光管子是法国生物照明公司Glowee的首个户外生物照明装置。除此之外，Glowee也在疫苗留观区安装了这种灯，人们可以沐浴在温柔的蓝绿色光芒下，平静地等待时间流逝。

Glowee是一家法国初创公司，生产生物照明的装置，希望能改变城市使用灯光的方式，也和一些法国城镇达成了合作，推广这些蓝荧荧的生物光｜Glowee

在Glowee实验室里，这些生物发光装置更为梦幻。装有海洋细菌的各种容器在实验室里发出蓝绿色的荧光，让人有误入黑客帝国的错觉。

实验室里的黑客帝国｜Glowee

在装扮成花草树木的荧光灯底下，放几把椅子，实验室的研究员们把这里当成了放松的场所，一起沐浴在淡淡的自然光泽中，享受美好时光。

这灯光，是要人在工作时间睡觉吗｜Glowee

不需要通电，有营养物质和氧气就够

Glowee生物照明装置的主角是 费氏弧菌，这是一种会发光的海洋细菌。

Glowee从法国海岸收集费氏弧菌后，把它们存储在充满盐水的试管中，然后再转移到类似“水族箱”的容器中进行培养。

在实验室里培养的费氏弧菌｜Glowee

只要往容器里注入 营养物质和空气，海洋细菌就可以进行相关的生物化学反应，在有氧的状态下发光；想要“ 关灯”也可以， 切断空气让细菌进入厌氧状态就行。

费氏弧菌为什么能发光？因为这种细菌体内有 荧光素酶。荧光素酶可以参与体内能源物质的化学反应，将 化学能转化为光能，最终释放出波长约为490nm的蓝色荧光。

这种海洋细菌来自于一种非常神奇的深海物种——“发光乌贼”。夏威夷短尾乌贼是一种夜行海洋生物，常在夜晚觅食。 费氏弧菌能与其共生，配合月光的亮度发光， 照亮短尾乌贼身下的海域，使短尾乌贼“隐形”以躲避捕食者的攻击。

什么生物能发光？蓝的绿的红的光

自然界的生物能发出的光不只有蓝色。生物体内所含 荧光素分子结构不同，发出的颜色也各种各样。

海洋发光生物大多发蓝绿色光，因为波长较短，蓝绿色光可以在海洋中传播得更远。比如甲藻，当它周围的海水被搅动时，胆小的甲藻会因刺激发出蓝光，而当大群甲藻被惊扰时，海面上就会出现大片粼粼的蓝光，形成美轮美奂的荧光海滩。

荧光海滩，甲藻被海浪、船只等惊扰时会发出蓝光｜Eleanor Hamilton

有一些蘑菇会发绿光，比如中印科学家在联合考察时首次发现的发光真菌 Roridomyces phyllostachydis 。它生长在印度东北部梅加拉亚邦，只有 茎部发光，并只生长于 枯死的竹子，发光可能是为了吸引昆虫帮助分散孢子，或者避免被动物吃掉。当地人不吃这种蘑菇，但会收集有蘑菇的枯死竹子来当 天然“火炬”。

只有茎部发光的蘑菇｜参考文献[7]

还有一些生物发的光更为夺目，比如跳兔（ Pedetes capensis ），这种夜行性动物的毛发在 紫外灯照射下能产生一种鲜艳的 粉红色荧光。目前科学家们也不太清楚它为什么要发出这么亮眼的红色，可能是用来迷惑对紫外线敏感的捕食者，救自己一命。

你的肉眼可能看不见这个红色，毕竟眼睛没安紫外灯｜参考文献[2]

生物发光真的能照亮我们的城市吗？

虽然生物照明取法自然，有环保、节能、可再生等诸多优势，但要作为一种照明方式，它还面临相当大的挑战。

最致命的缺点是 生物照明亮度不够，照明时间也很短。

Glowee目前的生物装置照明只能做到 每平方米15流明，公园的公共照明每平方米至少需要25流明，而家用LED灯每平方米可以产生约111流明。而且，与稳定的电照明不同的是，细菌有生命周期，而生物照明装置 只能维持几天到几周。

描述光通量的物理单位，流明越大亮度越高，在Glowee的视觉效果图里，这个城市不是很亮｜Glowee

其次，细菌生长需要精心培养， 需要充足的营养、干净的生存环境以及适宜的温度。这些操作需要专业的人员定期维护，会耗费大量的人力、物力及财力。

如果在天寒地冻的冬天， 细菌的生长可能完全停滞，生物照明就陷入瘫痪，而若提高温度以维持细菌正常的生命活动，又需要耗费大量的能源，得不偿失。

所以目前来看， 生物照明还无法取代电照明，最多打打辅助。

不如试试基因编辑？

既然细菌培养有诸多条件限制，有些研究者选择直接提取细菌的 发光物质荧光素酶，让其自身发光。

位于加拿大的Nyoka设计实验室就开发出一种生物照明装置—— 可降解的荧光棒，不用细菌，直接使用提取出来的发光蛋白，这比活细菌更容易维护。

Nyoka实验室研发的荧光棒，使用的是荧光蛋白；常见的荧光棒，用的是过氧化物、酯类化合物和荧光染料，经过摇晃或者弯折后，过氧化物和酯类化合物发生反应，再将反应后的能量传递给荧光染料，最后由染料发出荧光｜Nyoka

但可降解的荧光棒只能用于音乐节等用途，并且用完就丢， 没法替代照明系统，还有更持久的方法吗？

有一些科学家把目光转向了 基因编辑技术。

30年前，科学家基思·伍德（Keith Wood） 利用萤火虫的基因创造了第一株发光植物。他认为，这项技术可以在一定程度上取代LED等人工照明。

在2012年，伍德团队发现，通过改变深海虾（ opplophorus gracilirostris ）体内一种荧光素酶的基因结构，其亮度可以增加250万倍，而由此产生的酶也比在萤火虫中发现的荧光素酶亮150倍。

携带萤火虫荧光素酶基因的转基因烟草植物B21｜Keith Wood

2020年4月，来自俄罗斯的团队发明了一种维持生物发光的方法。他们把 真菌中的生物发光基因移植到了植物体内，蘑菇加植物的效果特别好，植物发的光比之前亮10倍，并且更加持久。

Keith Wood还创办了light bio公司，专注于创造室内发光植物｜light-bio.com

不过，这些植物成为路灯可能还有一定距离。来自雅典的设计师认为，如果每株发光植物大概能发出57流明的光，那么 道路两侧每隔30米就得种40株，才能满足照明需求。

当然也有可能， 生物照明装置根本不需要去替代电照明，而是作为自然的光泽流转于你我之间。

试想一下，夜幕降临，刺眼而花哨的LED灯熄灭，广场上亮起了幽幽的绿光或蓝光。人们紧绷的视觉和精神回归舒缓，即便在城市从未见过萤火虫，也能重新感受到了与自然的连接。

这可能是生物照明所带来的，一种舒适的人与自然的关系。

Glowee生物照明装置上写着：“Scrute la nature, c’est là qu’est ton futur.”翻译来过是达芬奇的一句名言，“审视自然，这是你的未来所在。”｜Glowee

参考文献

[5]Karunarathna S C , Mortimer P E , Tibpromma S , et al. Roridomyces phyllostachydis (Agaricales, Mycenaceae), a new bioluminescent fungus from Northeast India[J]. Phytotaxa, 2020, 459(2):155–167.

[6] DUTTA, A. K., PALOI, S., HU, Y., BAURAH, G., AXFORD, S., MARCINIAK, C., ... & LUMYONG, S. (2020). Roridomyces phyllostachydis (Agaricales, Mycenaceae), a new bioluminescent fungus from Northeast India. Phytotaxa, 459(2), 155-167.

作者：亚克西

编辑：小毛巾、游识猷

一个AI

我也养点海洋细菌，我就变成发光AI啦！

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