甲虫发出的光芒激发了一项优雅的进化侦探工作，该工作发表在《美国国家科学院院刊》上。像我这样的美国人熟悉萤火虫，但在热带地区，夜晚也由甲虫照亮。当达尔文乘坐“小猎犬号”来到巴西时，他发现甲虫“因刺激而变得更加明亮”，以此为乐。此后，博物学家们在研究甲虫方面变得更加成熟。他们现在知道，雄性甲虫利用它们腹部的发光器官来吸引栖息在树丛中的雌性；当雌性看到它喜欢的发光时，她会通过闪烁背部的发光器官来表示同意。（萤火虫也做同样的事情，但萤火虫闪烁，而甲虫发出稳定的光芒。）科学家们也知道光芒是如何产生的——一个基因产生一种叫做荧光素酶的蛋白质，它会分解另一种叫做荧光素的蛋白质，以独特的频率释放光子。频率因物种而异。PNAS 的作者们尤其被一种甲虫的发光所吸引：一种生活在牙买加的物种，Pyrophorus. plagiophthalmus。该物种很特别，因为它们的雄性可以发出从绿色到橙色的多种颜色。为什么会有这么多颜色？很容易说，“嗯，自然选择是这样做的”，然后就停在那里。事实上，自然选择可能根本没有直接作用。也许牙买加是由一小群碰巧有稀有突变体在其中的甲虫殖民的，然后它们都疯狂繁殖。或者，也许是雌性在进化，它们用于自身发光器官的基因也会在雄性中产生光。科学家们意识到，甲虫为研究适应性提供了绝佳的机会。得益于上一代热爱甲虫的科学家，他们对连接基因序列到活生生的有机体的链条中的几乎每一个环节都有了深入的了解。他们甚至可以将基因从甲虫中取出并放入培养皿中的细菌中，基因会在那里继续发光。通过操纵基因中的每一个核苷酸，他们可以看到光是如何变化的。科学家们发现，雄性甲虫的颜色并不依赖于与雌性共享的基因。相反，它们是由同一基因的三个不同版本（等位基因）产生的。这些等位基因产生绿色、黄色和橙色的光，由于每只甲虫可以携带该基因的两份拷贝，因此它们可以产生各种颜色。然后，科学家们通过比较等位基因与邻近岛屿甲虫的基因，重建了该基因的进化史。结果表明，绿色等位基因是最古老的。最初殖民牙买加的甲虫可能都发出绿光。然后，通过对基因序列进行一些修改，出现了一种产生黄光的新版本。而最近，出现了一种橙色基因。换句话说，发光已经稳定地从光谱的顶部向红色端移动。研究人员表明，这种转变是通过自然选择发生的。科学家可以通过几种方式在 DNA 中检测到自然选择，其中一种方法是比较导致蛋白质发生变化的基因之间的差异数量与导致没有变化的差异数量。如果改变蛋白质的突变比沉默的突变更常见，那么自然选择一定在起作用。科学家们并不知道甲虫为什么会变成橙色。例如，可能是岛上出现了某种鸟类，它们比绿色甲虫更难发现橙色甲虫。或者，也许某种已灭绝的甲虫也发出绿光，导致雌性选择错误物种而产生无效的杂交。无论答案是什么，科学家们都表明，除了随机的甲虫游荡之外，还存在着其他答案。现在，科学家们必须走出去，找到这条进化链的最后环节。更正 2003 年 11 月 21 日下午 1 点：感谢 Dough Gladstone 指出萤火虫也是甲虫。不过，如果我童年时在夜晚看到的不是萤火虫的懒洋洋的闪烁，而是不眨眼的绿光，我的童年也会变得细微而显着不同。
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