巴西研究人員呼吁拯救正在逐漸消失的發(fā)光甲蟲

自20世紀(jì)90年代以來在巴西塞拉多地區(qū)進(jìn)行的調(diào)查顯示，隨著埃馬斯國家公園附近農(nóng)業(yè)的發(fā)展，附近地區(qū)生物多樣性正在下降。具有生物技術(shù)潛力的物種正在減少甚至消失。夜晚，在巴西的熱帶稀樹草原和第二大生物群落的塞拉多地區(qū)，生活在白蟻堆中的叩甲幼蟲會亮起綠色的燈籠，捕捉被強(qiáng)光吸引過來的獵物。

位于巴西圣保羅州索羅卡巴的圣卡洛斯聯(lián)邦大學(xué)可持續(xù)發(fā)展科技中心（CCTS-UFSCar）教授瓦迪姆·維維亞尼說，30多年來，他和學(xué)生一起前往埃馬斯國家公園和戈亞斯州保護(hù)區(qū)周圍的農(nóng)場采集標(biāo)本，這種現(xiàn)象從未如此罕見。

20世紀(jì)90年代，在該地區(qū)能看到許多白蟻丘上都有螢火蟲和其他生物發(fā)光昆蟲，甚至在牧場地區(qū)也是如此。現(xiàn)在，大部分地區(qū)都種植了甘蔗，幾乎看不到螢火蟲了。

維維亞尼及其合作者在《美國昆蟲學(xué)會年鑒》上發(fā)表的一篇文章報道了這項研究的主要發(fā)現(xiàn)之一，該研究得到了巴西國家科學(xué)基金會（FAPESP）生物多樣性特征、保護(hù)、恢復(fù)和可持續(xù)利用研究計劃（BIOTA-FAPESP）的支持。

文章的另一位作者是巴西圣保羅大學(xué)化學(xué)研究所（IQ-USP）的教授埃特爾維諾·貝查拉，他是維維亞尼在20世紀(jì)90年代的碩士和博士論文導(dǎo)師，也得到了巴西國家科學(xué)基金會的資助。

其他共同作者包括巴西圣保羅大學(xué)動物學(xué)博物館（MZ-USP）研究員克萊德·科斯塔和米納斯吉拉斯州伊塔朱巴聯(lián)邦大學(xué)（UNIFEI）昆蟲學(xué)家西蒙娜·羅薩。兩人都是叩甲總科的分類學(xué)權(quán)威。

調(diào)查記錄了51個物種，其中大部分是螢火蟲。其余的是背上有兩個燈籠的叩甲和能同時發(fā)出不同顏色的光的光螢科物種。

在巴西戈亞斯州，除了在米內(nèi)羅斯市的埃馬斯國家公園和附近農(nóng)場采集到的標(biāo)本外，研究人員還在佩羅蘭迪亞和坎皮諾爾特對標(biāo)本進(jìn)行了編目。在馬托格羅索州，調(diào)查范圍包括查帕達(dá)杜斯吉馬拉國家公園和3個城鎮(zhèn)。在南馬托格羅索州的哥斯達(dá)黎加，他們考察了兩個農(nóng)場和蘇庫魯瀑布市立公園。埃馬斯國家公園是收獲最大的地方，提供了35個物種。

研究人員表示，在過去的30年里，隨著大豆和甘蔗種植園被牧場取代，塞拉多殘存地區(qū)和公園附近農(nóng)場中的甲蟲多樣性急劇下降，塞拉多地區(qū)的整體面積也在縮小。

該文首次報道了查帕達(dá)杜斯吉馬拉國家公園出現(xiàn)的發(fā)光白蟻丘。在埃馬斯國家公園和鄰近地區(qū)發(fā)現(xiàn)了許多滿是螢火蟲幼蟲的土丘。同一研究小組之前的研究也報道了亞馬遜雨林的生物發(fā)光現(xiàn)象。

殺蟲劑和人工照明也是生物發(fā)光甲蟲的敵人。人類制造的強(qiáng)光使它們無法找到配偶并進(jìn)行繁殖。研究人員特別注意到，在最近的考察中沒有發(fā)現(xiàn)光螢科幼蟲。這些昆蟲能同時發(fā)出紅光和綠光，具有巨大的生物技術(shù)潛力。

“自2010年以來，在甘蔗環(huán)繞的農(nóng)場里，成蟲雄蟲不再被燈光誘捕器吸引。此外，夜間來自附近城市中心的人造光越來越強(qiáng)，可能會威脅到埃馬斯國家公園內(nèi)的多個生物發(fā)光物種。這個問題值得特別關(guān)注和進(jìn)一步研究”，維維亞尼說。

生物發(fā)光物種的滅絕不僅是生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的損失，也意味著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)機(jī)會的喪失。生物發(fā)光（生物產(chǎn)生和發(fā)射冷可見光）對科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)、工業(yè)和環(huán)境管理中的許多分析過程都很有用。冷光意味著只有不到20%的光能產(chǎn)生熱輻射（即熱量）。生物發(fā)光源于熒光素的氧化，熒光素是一種存在于這些昆蟲和其他動物以及某些真菌中的化合物。氧化過程由稱為熒光酶的酶催化。

多年來，維維亞尼領(lǐng)導(dǎo)的小組分離并克隆了全球數(shù)量最多的熒光素酶。這些熒光酶來自不同的昆蟲，包括能產(chǎn)生藍(lán)光的蒼蠅。發(fā)光甲蟲能產(chǎn)生綠色、黃色、橙色和紅色等顏色。它們的熒光素酶可用于標(biāo)記細(xì)胞和蛋白質(zhì)等。

維維亞尼目前正在協(xié)調(diào)一個由FAPESP支持的項目，開發(fā)用于免疫測定、環(huán)境分析和生物成像的生物發(fā)光試劑。這些試劑將以巴西物種的熒光酶為基礎(chǔ)。目前，這些材料大多依靠進(jìn)口。（綜合整理報道）（策劃/羅媛）