动物学家解开了漂浮的幻影蠓百年之谜

2018年春天，菲利普-马修斯博士在不列颠哥伦比亚大学（UBC）的实验池塘里花了一个下午捕捉蜻蜓。这位动物学家并不知道，他即将踏上解决一个世纪之久的昆虫学之谜的旅程，其中涉及一种更小但同样耐人寻味的昆虫。当他在池塘里工作时，附近的一个牛槽里漂浮在雨水中的幼虫引起了他的注意。

这些昆虫是Chaoborus midge的淡水水生幼虫，由于其近乎透明，也被称为"幻影蠓"。这种透明度使幼虫在湖泊、池塘和水坑中移动时像一个个小幽灵。这些怪异的昆虫在水中漂浮着，一些昆虫在潜水时可以在短时间内变成中性浮力，但是Chaoborus幼虫是唯一接近中性浮力的昆虫。

一些鱼类通过用血液中的血红蛋白中的氧气给鱼鳔充气来调节其浮力。1911年，诺贝尔奖得主August Krogh发现Chaoborus幼虫使用了一种完全不同的机制，通过两对内部充气囊来调节它们的浮力。但他从未弄清昆虫是如何在没有像脊椎动物那样有血液或血红蛋白的情况下调整其囊的体积。

研究人员将牛缸里的幼虫气囊安装在显微镜上，而显微镜的平台上恰好有紫外线照射。气囊开始发出蓝色的光芒。蓝色荧光是由于存在于昆虫一些部位的Resilin树脂蛋白引发，它的弹性是关键，为惊人跳跃提供动力。研究人员发现，这种昆虫并不向其气囊分泌气体以使其膨胀。相反，它们改变了气囊壁的pH值，气囊壁内的树脂蛋白带会膨胀或收缩，气囊的体积也会随之调整。

关于树脂蛋白的奇怪之处在于，它不仅真的有弹性，而且如果你让它呈碱性，它就会膨胀，如果你让它呈酸性，它就会收缩。Chaoborus气囊的功能是机械化学引擎，将化学势能的变化转换成机械能。