自1990 年代以來在塞拉多地區進行的調查顯示，隨著埃馬斯國家公園附近農業前沿的發展，生物多樣性正在下降。具有生物技術潛力的物種正在減少甚至消失。夜晚，在巴西的熱帶稀樹草原和第二大生物群落–塞拉多地區，生活在白蟻堆中的叩甲幼蟲會亮起綠色的燈籠，捕捉被強光吸引過來的獵物。

位於聖保羅州索羅卡巴的聖卡洛斯聯邦大學永續發展科技中心（CCTS-UFSCar）教授瓦迪姆-維維亞尼（Vadim Viviani）說，30多年來，他和學生一起前往埃馬斯國家公園和戈亞斯州保護區周圍的農場採集標本，這種現象從未如此罕見。

“20 世紀90 年代，我們會看到許多白蟻丘上都有螢火蟲和其他生物發光昆蟲，甚至在牧場地區也是如此。現在，大部分地區都種植了甘蔗，我們幾乎看不到螢火蟲了。”

維維亞尼及其合作者在《美國昆蟲學會年鑑》上發表的一篇文章報導了這項研究的主要發現之一，該研究得到了巴西國家科學基金會（FAPESP）生物多樣性特徵、保護、恢復和可持續利用研究計劃（BIOTA-FAPESP）的支持。

文章的倒數第二位作者是聖保羅大學化學研究所（IQ-USP）的教授埃特爾維諾-貝查拉（Etelvino Bechara），他是維維亞尼在上世紀九十年代的碩士和博士論文導師，也得到了巴西國家科學基金會的資助。

其他共同作者是聖保羅大學動物學博物館（MZ-USP）研究員克萊德-科斯塔（Cleide Costa）和米納斯吉拉斯州伊塔朱巴聯邦大學（UNIFEI）昆蟲學家西蒙娜-羅薩（Simone P. Rosa）。兩人都是叩甲超科Elateroidea 的分類學權威。

戈亞斯州埃馬斯國家公園的夜光白蟻丘：叩甲Pyrearinus termitilluminans 的幼蟲創造了現在僅限於該公園的奇觀，它是單一種植海洋中的一座島嶼。圖片來源：Vadim Viviani

調查記錄了51 個物種，其中大部分是螢火蟲（Lampyridae）。其餘的是背上有兩個燈籠的叩甲（Elateridae）和能同時發出不同顏色的光的光螢科（Phengodidae）物種。

在戈亞斯州，除了在米內羅斯市的埃馬斯國家公園和附近農場採集到的標本外，研究人員還在佩羅蘭迪亞和坎皮諾爾特對標本進行了編目。在馬托格羅索州，調查範圍包括Chapada dos Guimarães 國家公園和三個城鎮（Alto Garças、Novo Santo Antônio 和Rio Manso）。在南馬托格羅索州的哥斯大黎加，他們考察了兩個農場和蘇庫魯瀑布市立公園。埃馬斯國家公園是收穫最大的地方，提供了35 個物種。

研究人員說，在過去的三十年裡，隨著大豆和甘蔗種植園被牧場取代，塞拉多殘存地區和公園附近農場中的甲蟲多樣性急劇下降，塞拉多地區的整體面積也在縮小，更具體地說，地區中被稱為cerradão的茂密乾燥林區的面積也在縮小。

本文首次報導了Chapada dos Guimarães 國家公園出現的發光白蟻丘。在埃馬斯國家公園和鄰近地區發現了許多充滿螢火蟲幼蟲的土丘。同一研究小組先前的研究也報告了亞馬遜雨林的生物發光現象。

殺蟲劑和人工照明也是生物發光甲蟲的敵人。人類製造的強光使它們無法找到配偶並繁殖。研究人員特別注意到，在最近的考察中沒有發現光螢科幼蟲。這些昆蟲能同時發出紅光和綠光，具有巨大的生物技術潛力。

「這個科（Phengodidae）的減少尤其明顯。自2010 年以來，在甘蔗環繞的農場裡，成蟲雄蟲不再被燈光誘捕器吸引。此外，夜間來自附近城市中心的人造光越來越強，可能會威脅到Emas 國家公園內的多個生物發光物種。這個問題值得特別關注和進一步研究，」維維亞尼說。

生物發光物種的滅絕不僅是生物多樣性和生態系服務的損失，也意味著技術和經濟機會的喪失。生物發光–生物產生和發射冷可見光–對科學研究、醫學、工業和環境管理中的許多分析過程都很有用。冷光意味著只有不到20% 的光能產生熱輻射（即熱量）。生物發光源自於螢光素的氧化，螢光素是一種存在於這些昆蟲和其他動物以及某些真菌中的化合物。氧化過程由稱為螢光酶的酵素催化。

多年來，維維亞尼領導的小組分離並克隆了全球數量最多的螢光素酶。這些螢光酶來自不同的昆蟲，包括能產生藍光的蒼蠅。發光甲蟲能產生綠色、黃色、橙色和紅色等顏色。它們的螢光素酶可用於標記細胞和蛋白質等。

維維亞尼目前正在協調一個由FAPESP 支持的項目，開發用於免疫測定、環境分析和生物成像的生物發光試劑。這些試劑將以巴西物種的螢光酶為基礎。目前，這些材料大多依賴進口。

“重要的是要認識到，塞拉多不僅僅是灌木叢或灌木叢。它是土壤中水的寶庫，是產生雨水的蒸發源，也是獨有物種的巨大寶藏。我們可以從這些寶藏中學到很多東西，」維維亞尼說。

編譯來源：ScitechDaily