最近一項由卡加利大學和加拿大國家研究委員會共同進行的研究發現,包括老鼠和植物在內的生物在活著的時候會發出極其微弱的可見光,而在死亡後這種光就會消失。

這一現象被稱為超弱光子發射(UPE),其源自細胞內部的化學反應。儘管這些光的強度過於微弱,人眼無法察覺,但它們確實存在。科學家已成功運用高靈敏度儀器捕捉到這類光的閃爍。

其實生物能發光並不是罕見的事,例如水母、鮟鱇魚或螢火蟲就能發出明顯的光。但UPE不一樣,它不是主動發光。由於生物體需要能量才能生存,所以它們都會消耗食物。在這些生物的細胞中,一種稱為粒線體的結構是糖在「氧化代謝」過程中與氧氣燃燒的場所。

在這些反應過程中,分子獲得和失去能量,釋放出一些光子。當活細胞受到熱、毒物、病原體或缺乏營養等壓力時,也會產生光。

研究人員將活的小鼠放進完全黑暗的成像室,用高靈敏度的儀器記錄它們的光子發射情況。大約一小時後,小鼠被實施安樂死,但仍保持體溫以排除溫度干擾。隨後的觀察顯示,在死亡後,光子發射迅速減少。

一組四隻活老鼠和四隻已死亡老鼠的熱成像圖,顯示活鼠的光子發射強度較高,而死鼠則顯示光子發射減少,顏色從藍色到紅色代表不同光子發射強度。

類似的現像也出現在擬南芥和傘樹等植物上。研究人員發現,受損部位比健康部位發出的光更強,研究人員認為是因為損傷激活了植物的修復系統。這說明這種發光與生命活動密切相關,是細胞壓力反應的表現。

四片紅色的葉片在黑色背景上,顯示出微弱的光線,可能與生物發光相關。

儘管人類會發光聽起來很玄很科幻,但這項研究表明它是一種可以測量的生物學現象。如果這些光子發射能反映細胞的健康狀態和壓力水平,未來甚至有機會成為醫學診斷的新工具。透過監測這種微弱的光芒,透過分析哪些組織產生的光線過多或過少,可以以非侵入性的方式監測某人的健康狀況,偵測損傷甚至研究老化過程。

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