生命在其最安静的时刻，会发出一种极其微弱的光芒——这种光芒虽然肉眼看不见，但科学可以检测到。最近，卡尔加里大学和加拿大国家研究委员会的研究人员捕捉到了这种神秘的生命之光，科学上称为超弱光子发射（UPE）。
他们的开创性实验不仅揭示了生命会发出少量的光，还发现这种光芒在死亡后迅速消失，突显了其作为理解健康、压力和活力的创新工具的潜力。
生命的微光证据
超弱光子发射，或称生物光子发射，是指所有生物体——从植物和细菌到人类——产生的非常微弱的光。这种发射极为微妙，每平方厘米每秒只涉及10到1000个光子。
相比之下，一个普通的灯泡每秒会发出数十亿个光子。卡尔加里大学的副教授丹尼尔·奥布拉克解释说：“我们进行代谢，我们发出光。这并不意味着其他什么，只是我们在产生能量。”
尽管生物光子发射几十年来一直吸引着科学家的兴趣，但其确切来源和目的仍然有些模糊。科学家普遍认为，这种光芒是由细胞内的化学反应产生的——特别是涉及称为活性氧物种（ROS）的分子。这些分子在代谢过程中自然形成，尤其是在压力或受伤的情况下。当ROS与细胞内的蛋白质或脂肪相互作用时，电子转移，释放出微小的光爆。
捕捉生命的微妙光芒
为了清晰地研究生物光子发射，研究人员使用了高度先进的成像技术。他们使用了电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）和电荷耦合器件（CCD）相机，这些相机能够检测单个光子，从而观察活鼠和死鼠以及植物叶片在严格控制条件下的情况。这种方法消除了环境光线或热量的干扰。
在发表于《物理化学快报》在线版的研究中，四只活鼠最初被置于完全黑暗中。它们的微弱光芒被仔细记录了一个小时。安乐死后，成像继续进行一个小时，同时保持动物体温恒定。
结果非常明显：活着的老鼠比死亡后发出更多的光子，主要来自皮肤。根据研究人员瓦希德·萨拉里的说法，死亡后“一些器官仍在发光，很可能来自肝脏”，但这不到总发射量的10%。
植物在压力下发光
类似令人信服的结果也出现在对植物的研究中。研究人员测试了拟南芥和矮伞树的叶片，通过物理损伤和化学处理对其施加压力。受伤区域始终比未受影响的区域发出更亮的生物光子信号。
值得注意的是，当苯佐卡因——一种常见的麻醉剂——应用于受伤的叶片时，研究人员观察到最强的生物光子发射，甚至超过了已知的ROS刺激剂过氧化氢。
这一意外发现表明，苯佐卡因以独特但尚不清楚的方式与细胞过程相互作用。萨拉里指出：“我们还不知道主要来源。我们有一些推测，比如钠通道或释放更多的活性氧物种。”
超越体温
研究人员解决的一个常见误解是，这种光芒是否仅仅代表体温。奥布拉克澄清说，体温，即黑体辐射，主要发出红外光——与UPE完全不同。这项研究中的光子主要在可见光范围内，清楚地区分了它们与普通热辐射。
未来的医学和农业潜力
尽管生物光子发射研究仍处于早期阶段，但其发现具有巨大的潜力。由于UPE与代谢和氧化过程相关，它可能成为一种非侵入性的早期疾病检测工具，包括皮肤癌等疾病。此外，它还可以帮助评估移植器官在手术前的健康状况，从而提高患者的治疗效果。
农业方面的潜力同样令人兴奋。农民可能会很快使用配备光子检测相机的无人机来监测作物健康。通过检测植物发出的光子，可以及早发现受压植物，使农业管理更加精确和有效。里斯金强调：“完全有可能会有无人机飞过田地测量植物健康。”
探索死亡与活力
尽管观察生命微妙光芒在死亡后逐渐消失的现象有些诡异，但研究人员强调，这些发现并不是超自然的。奥布拉克安慰说：“关于光芒有很多形而上学的含义，但它不是我们周围的能量场——它是生物化学。”
了解生物光子发射可能会重新定义科学家和医学专家衡量健康和活力的方式。该研究的作者们持乐观态度但也谨慎，承认在广泛应用之前还需要进行大量研究。
“现在我们知道有信号存在，”里斯金指出，“我们可以创建技术来监听这个信号。”生命之光，曾经只是一个边缘的好奇心，可能很快就会以前所未有的方式照亮我们对生物健康的理解。
(全文结束)
