夏夜逐螢的場景是不少人的童年記憶，如精靈般照亮夜空的螢火蟲怎樣發光，又如何控制發光，卻一直是科學界的未解之謎。
3月6日，發表于《自然·通訊》的一篇論文，揭開了螢火蟲發光的奧秘。論文的第一作者是華中農業大學植物科技學院教授付新華，他是國內第一個從事螢火蟲研究的博士，發現并命名了雷氏螢、武漢螢、穹宇螢等多種螢火蟲。
痛感螢火蟲數量的銳減，付新華積極投身螢火蟲保護事業，通過講座、著書、攝影等形式，向公眾傳達科學賞螢、保護螢火蟲棲息地的理念，并成立了螢火蟲環保組織“湖北省守望螢火蟲研究中心”，被譽為中國螢火蟲研究和保護第一人。
成為“尋螢者”
付新華在童年時就對螢火蟲充滿好奇，他坦言，好奇一半來自兒童的天性，一半源自父母對螢火蟲來歷截然不同的說法。螢火蟲是怎么來的？因有“腐草化螢”的典故，父親隨口丟下一句：“牛糞變的。”母親卻說：“螢火蟲是死去人的靈魂，打著燈籠在塵世間尋覓自己的親人，祝福親人吉祥安康。”母親的注解，讓付新華對螢火蟲又多了一絲敬畏。
太陽落山后，螢火蟲在一條小溪附近發光起舞(付新華攝)
出生在青島，長在海軍大院，2000年，付新華從山東農業大學植物學專業本科畢業，考上華中農業大學昆蟲學專業的研究生。一個悶熱夏夜，在路邊雜草叢中發現的一個光點，讓他小時候對發光小精靈的好奇，一下又冒了出來。這是一只螢火蟲幼蟲，巨大的球形發光器和長時間閃爍的光令付新華驚異，從此他便入了螢火蟲研究的“坑”。
螢火蟲為什么發光？發光有什么用？一個個問題在付新華腦中縈繞。他向導師申請研究螢火蟲，但當時中國相關研究一片空白，文獻資料幾乎為零，付新華面對的是茫然未知。周圍人感到不解，不少老師和同學對他講：“研究螢火蟲沒前途，申請不到科研基金……”甚至父親也擔心地問他：“你研究螢火蟲到底有啥意義？”付新華不理睬，一頭扎進他的興趣中。
直面難題
奔波在湖邊草地，穿梭于灌木草叢，付新華追著那些發光的蟲子跑。那些被他采集到的螢火蟲，被帶回實驗室，成了他的寶貝。
“研究螢火蟲，最好把蟲子先養好。”十余年的努力，付新華建立起高效的“水棲螢火蟲工廠化繁育技術體系”和“螢火蟲錯峰繁育技術體系”。這不僅為他開展后續科研打下了基礎，還順帶解決了螢火蟲保護和景觀復育的難題。
科研之余，付新華熱衷科普，寫了十多部科普書。工作獲得大家認可，但付新華覺得還不夠。螢火蟲成蟲發光器的發育機制和閃光控制機制是螢火蟲研究中兩個最基本的問題，也是最難的問題，他決心要摘下這兩顆“皇冠上的寶石”。
夜間在野外考察的付新華
“或許從基因層面開展研究，就有希望從本質上解決科學問題。”隨著生物技術的發展，2015年付新華嘗試對螢火蟲進行全基因組測序。2017年，深度測序并組裝的螢火蟲基因組出爐。不過，令付新華費解的是，通過比對研究，沒有發現與螢火蟲成蟲發光器的發育和閃光控制直接相關的新基因。研究陷入了困局。
禍不單行，在一次野外考察中，付新華差點兒送了命。在密林中勘察螢火蟲生境特點時，他腳一滑掉進一個深潭，在極度缺氧中，掙扎出水面求救，幸運被人救起。
守望螢火
轉機出現在2018年。“是常見基因進化出了發光功能？從與腹部發育相關的基因入手，是否可以更快命中目標？”付新華突然冒出這樣的想法。
對水棲螢火蟲雷氏螢蛹的前、中、后期及成蟲進行轉錄組測序之后，付新華鎖定了Homeobox轉錄因子。這是一類發育調控基因，掌管動物形體的發育，包含近百個基因。隨后，他帶領團隊對這類基因逐一開展干擾實驗。實驗發現，其中有兩個關鍵的轉錄因子“AlAbd-B”和“AlUnc-4”通過互作啟動并調控熒光素酶，也就是發光蛋白的表達。讓其中任何一個轉錄因子“沉默”，都會導致螢火蟲不發光甚至“黑化”。
同時，付新華還弄清了這兩個轉錄因子的工作機制。從細胞層面上看，螢火蟲發光靠的是“熒光素酶”在“過氧化物酶體”這個細胞器中發揮作用。而熒光素酶往往在細胞質中大量表達，要讓熒光素酶進入過氧化物酶體，則離不開過氧化物酶體的跨膜轉運蛋白。“這兩個轉錄因子還調控了過氧化物酶體的跨膜轉運蛋白，從而將細胞質中的熒光素酶運進過氧化物酶體中。”付新華介紹。
螢火蟲組成的“銀河”在草地上方流動(付新華攝)
做基礎研究是坐“冷板凳”，從事螢火蟲研究24年，付新華相當于造了一條“板凳”，又把它焐熱。螢火蟲常被看作沒有價值的科研，但付新華不這么認為：“其實螢火蟲研究大有可為，國外已有科學家根據螢火蟲發光器的特點進行仿生學研究，來進一步提高LED的發光能效。也有將螢火蟲應用到醫學、礦業、航海等領域，并延伸到太空探索、癌癥治療等尖端方向。”
即使真的一無所獲，付新華也不會失去不斷追尋的動力。當年，深感無助時，他曾給世界螢火蟲研究權威、日本學者大場信義寫信，談到自己的迷茫。沒想到這位老者竟然親自來中國，找到付新華并告訴他，沒有一個從事基礎研究的科學家確信他們的研究是有價值的。很多科學家付出一生毫無收獲，但人類的一切文明和成就都來自勇敢探索未知世界的人。“螢火蟲的奧秘，我覺得一輩子也探索不完。下一步，我要去摘下第二顆‘寶石’——揭示螢火蟲閃光控制的機制。”未來做什么，付新華有自己的節奏。
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