在法国城市桑斯的河边,一根根装有细菌的管子矗立在河岸上,发出幽幽的蓝绿色光。与萤火虫发光类似,这种蓝绿光非常柔和,不需要通电,而是通过海洋细菌体内自然的新陈代谢发出光芒,是一种生物照明。这些河岸边的发光管子是法国生物照明公司Glowee的首个户外生物照明装置。Glowee是一家法国初创公司,生产生物照明的装置,希望能改变城市使用灯光的方式。
Glowee生物照明装置的主角是费氏弧菌,这是一种会发光的海洋细菌。费氏弧菌能与其共生,配合月光的亮度发光,照亮短尾乌贼身下的海域,使短尾乌贼“隐形”以躲避捕食者的攻击。生物体内所含荧光素分子结构不同,发出的颜色也各种各样。海洋发光生物大多发蓝绿色光,因为波长较短,蓝绿色光可以在海洋中传播得更远。
有一些蘑菇会发绿光,比如中印科学家在联合考察时首次发现的发光真菌Roridomyces phyllostachydis。生物发光真的能照亮我们的城市吗?虽然生物照明取法自然,有环保、节能、可再生等诸多优势,但要作为一种照明方式,它还面临相当大的挑战。最致命的缺点是生物照明亮度不够,照明时间也很短。
Glowee目前的生物装置照明只能做到每平方米15流明,公园的公共照明每平方米至少需要25流明,而家用LED灯每平方米可以产生约111流明。其次,细菌生长需要精心培养,需要充足的营养、干净的生存环境以及适宜的温度。这些操作需要专业的人员定期维护,会耗费大量的人力、物力及财力。所以目前来看,生物照明还无法取代电照明,最多打打辅助。不如试试基因编辑?
既然细菌培养有诸多条件限制,有些研究者选择直接提取细菌的发光物质荧光素酶,让其自身发光。位于加拿大的Nyoka设计实验室就开发出一种生物照明装置——可降解的荧光棒,不用细菌,直接使用提取出来的发光蛋白,这比活细菌更容易维护。但可降解的荧光棒只能用于音乐节等用途,并且用完就丢,没法替代照明系统,还有更持久的方法吗?有一些科学家把目光转向了基因编辑技术。
30年前,科学家基思·伍德利用萤火虫的基因创造了第一株发光植物。他认为,这项技术可以在一定程度上取代LED等人工照明。2020年4月,来自俄罗斯的团队发明了一种维持生物发光的方法。他们把真菌中的生物发光基因移植到了植物体内,蘑菇加植物的效果特别好,植物发的光比之前亮10倍,并且更加持久。不过,这些植物成为路灯可能还有一定距离。
来自雅典的设计师认为,如果每株发光植物大概能发出57流明的光,那么道路两侧每隔30米就得种40株,才能满足照明需求。当然也有可能,生物照明装置根本不需要去替代电照明,而是作为自然的光泽流转于你我之间。试想一下,夜幕降临,刺眼而花哨的LED灯熄灭,广场上亮起了幽幽的绿光或蓝光。人们紧绷的视觉和精神回归舒缓,即便在城市从未见过萤火虫,也能重新感受到了与自然的连接。
这可能是生物照明所带来的,一种舒适的人与自然的关系。