用海洋生物點亮巴黎

晶晶

我們?nèi)祟惖恼彰饔勺匀还獍l(fā)展到火把，再到油燈、蠟燭，繼而到電燈，走了一條更亮、更安全、照明效率更高，同時成本更低的路線。如今，地球資源越來越緊缺，關(guān)于環(huán)保和新能源開發(fā)的研究迫在眉睫，研究照明的科學(xué)家們的思路也由LED節(jié)能燈轉(zhuǎn)換到了生物照明等新領(lǐng)域。

但是，生物照明究竟靠不靠譜呢？

螢火蟲的光

會發(fā)光的生物有很多，我們最熟悉的莫過于螢火蟲。成語“囊螢映雪”中的“囊螢”講的就是晉代人車胤克服家境貧寒，抓螢火蟲做燈來學(xué)習(xí)的故事。然而螢火蟲顯然沒有油燈的照明效果好：首先是不夠亮，其次是不易得，再者是不持久。所以有錢的古人還是會選擇使用油燈。

螢火蟲為什么會發(fā)光呢？是因為其尾部有一個叫作發(fā)光器的器官。發(fā)光器內(nèi)存在一種發(fā)光質(zhì)，一種催化酶，以及一些氣孔。當(dāng)空氣由氣孔進入發(fā)光器，發(fā)光質(zhì)就會在酶的催化作用下與氧氣進行氧化反應(yīng)，并將大部分化學(xué)能轉(zhuǎn)為光能。螢火蟲的發(fā)光器由數(shù)層細胞組成，首先是皮膚下的發(fā)光細胞，其次是發(fā)光細胞下的反光細胞，反光細胞可以反射發(fā)光細胞發(fā)出的光，使整個系統(tǒng)發(fā)出的光更亮。

早有科學(xué)家成功地從螢火蟲體內(nèi)分離出會發(fā)光的物質(zhì)，制成了生物光源，應(yīng)用于礦井、手術(shù)室、深水等特殊區(qū)域。然而這種高科技的“螢火蟲燈”生產(chǎn)成本過高，無法應(yīng)用于日常生活。

大海帶來的生物照明

那么，除了螢火蟲，還有什么生物會發(fā)光呢？其實，大多數(shù)海洋生物都會發(fā)光，只是我們并不熟悉。波多黎各、澳大利亞和馬爾代夫的海邊都曾發(fā)生過“熒光海灘”的景象，而我國大連大黑石浴場附近的海水也曾在2014年因聚集了許多會發(fā)光的藻類而變成了“發(fā)光的大海”。

年僅26歲的法國人桑德拉·蕾伊以及她的團隊從諸如水母、烏賊、海藻等會發(fā)光的海洋生物得到啟示，以降低光污染為目的，創(chuàng)立了格魯威公司（Glowee），致力于用他們研發(fā)的生物燈來照亮浪漫之都巴黎的夜晚。

他們的主要靈感以及原材料來源于一種叫夏威夷短尾魷魚的海洋生物。這是一種不及人拇指大的小魷魚，它的絕技是身體自帶一個能噴出金黃色光芒的“閃光燈”。與螢火蟲不同，夏威夷短尾魷魚的“閃光燈”并不是它的發(fā)光器。它是依靠一種寄生在身上的發(fā)光細菌來發(fā)光的。夏威夷短尾魷魚出生后，就會立即從周圍的環(huán)境中獲取這種細菌，隨后還學(xué)會了如何控制由細菌所發(fā)出的光線的亮度和方向，以躲避潛伏于其下的捕食者。

格魯威公司通過修改他們從夏威夷短尾魷魚體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的發(fā)光細菌的基因編碼，使其變成一種能發(fā)出更強烈的光的大腸桿菌。然后，他們把改良后的大腸桿菌和大腸桿菌生存所需的氧氣、養(yǎng)料混合在一起，裝到透明的殼子里，制成形態(tài)各異的燈。

格魯威公司的商業(yè)模式

2016年，格魯威公司已成功實現(xiàn)生物發(fā)光照明的商業(yè)化。他們的生物燈主要分為3類產(chǎn)品：液態(tài)燈、膠狀燈、蛋白質(zhì)燈。由于燈的形狀可以隨需求而變換，它們可以是貼在玻璃窗上的裝飾燈，可以是指示路標和廣告牌，也可以是普通路燈，等等。這些燈的體型越大，成本越高。

由于法國政府為了減少光污染和降低能耗，規(guī)定零售商在凌晨1點到早上7點不能點亮櫥窗，所以格魯威公司作為一個環(huán)保主題的創(chuàng)業(yè)公司，得到了包括法國電網(wǎng)公司在內(nèi)的贊助商一共1700萬歐元（約1.24億人民幣）的投資，并幫他們給位于巴黎的奢侈品公司酩悅·軒尼詩-路易·威登集團和波士頓咨詢公司安裝了發(fā)出藍綠色暗光的生物燈。

格魯威公司的下一個計劃是在2017年圣誕節(jié)時使用他們的生物燈來裝扮夜巴黎，并向城郊擴展他們的業(yè)務(wù)。

格魯威公司最大的挑戰(zhàn)是細菌會不停地翻倍生長，這個過程會讓燈殼里的養(yǎng)料3天之內(nèi)消耗殆盡。也就是說，這種生物燈的壽命只有3天。

對生物燈的質(zhì)疑聲

其實大多數(shù)海洋生物都是會發(fā)光的，作為生物發(fā)光研究的權(quán)威——美國的伊迪絲·威德教授是記錄海洋生物體發(fā)光的第一人。然而，她認為這種生物照明燈的生產(chǎn)成本高、照明效率低，其實還不如LED燈。

如我們文章開頭所說，燈的發(fā)展方向應(yīng)該是更安全，照明效率更高，成本更低，還更環(huán)保。格魯威公司生產(chǎn)的生物燈雖然不容易造成光污染，并且可再生，但是如果計算上生產(chǎn)過程中的能耗，細菌對氧氣以及養(yǎng)料的消耗，以及對于這種燈的后期維護的成本，也許“環(huán)?！鄙餆舨]有那么環(huán)保。

發(fā)光的大海究竟能不能為陸地照明的節(jié)能環(huán)保指一條明路，目前還是個問題。