单反相机长曝光拍出来的荧光海是梦幻的（图3），而在光学显微镜下的夜光藻是胖嘟嘟的（图4）。

图4显微镜下的夜光藻

夜光藻长着圆球形的身体，高度囊泡化，有一个能轻微活动的触手，能将外界小型浮游植物或有机颗粒送入胞口内，在细胞内形成食物泡进行消化。其原生质集聚于胞口附近，原生质中有一个核。它们个头较小，其细胞直径为0.15至2毫米，在白天人们用肉眼也能发现它们的存在。

夜光藻为什么能发光？

夜光藻发光其实是一种保护机制，它的天敌是桡足类节肢动物，突然发光可以吓退它们，或者用光线把更大的动物引来，先把桡足类动物吃掉。

目前已知的生物发光体系的发光机理分为两大类，一类是荧光素—荧光素酶体系，另一类是由Ca2+触发发光蛋白机制。夜光藻的发光机制属于前者。

在荧光素-荧光素酶体系中，发光底物荧光素（Luciferin）和荧光素酶（Luciferase）是分开的。当夜光藻表面受到外界压力刺激，会产生一系列的信号分子，使得荧光素在荧光素酶的作用下，被氧气氧化产生高能量的含氧荧光素，接下来释放能量，变成氧化荧光素，在此过程中大部分能量转化为光（图5），在这个过程中荧光素酶是可以反复利用的，只会消耗荧光素底物。陆地上的昆虫、蠕虫、细菌和海洋中的软体动物、细菌、鱼类等发光生物的发光机理都是这样的。

图5 荧光素酶体系发光机理（Tsarkova A S et al。， 2016）

由Ca2+触发发光蛋白机制，它主要特征是在发光前底物和发光蛋白是不分离的。例如，发光水母在有氧和无氧的条件下均能发光，是因为水母体内存在水母发光蛋白（aequorin）。发光蛋白复合体是由辅基蛋白和腔肠素（coelenterazine）分子通过过氧键链接形成的，Ca2+与发光蛋白复合体上的辅基蛋白（protein）结合后，发光蛋白复合体分解成脱辅基蛋白（apoprotein）和含有二氧杂环丁酮（dioxetanone）结构的腔肠素分子，在释放CO2后，形成酰胺腔肠素（coelenteramide）并伴有发光。脱辅基蛋白在完成这一系列反应后还可以继续与腔肠素结合形成发光蛋白复合体，辅基蛋白是可以重复使用的。

图6 光蛋白酶体系发光机理（Tsarkova A S et al。， 2016）

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