斯坦福大学和加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的一组研究人员首次发现了海葵的荧光和颜色之间的直接遗传联系。海葵是一种柔软的、有触角的潮汐池生物，经常被海滩游客遇到。
在一篇综合性的论文中，研究小组阐明了荧光蛋白和颜色变化在一群生活在北美太平洋沿岸潮间带的海葵中的神秘作用。这些海葵-属于花胸属，通常被称为日辉海葵
研究人员发现，海葵的颜色变化或多态性是由单一荧光蛋白基因的不同版本控制的。这项研究还表明，荧光蛋白不仅仅是用来展示的;它们的功能是有效的抗氧化剂，保护细胞免受氧化损伤，这是细胞最常见的压力。
海葵和潮带其他生物的常见压力源包括持续暴露在阳光下、干燥和光合作用产生的氧自由基的存在。
研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。
“我们在这项研究中试图回答的问题是，‘是什么让这些霓虹海葵如此醒目?’”这使我们对荧光蛋白的有趣世界进行了调查，到目前为止，这仍然是一个谜，”主要作者纳特克拉克说，他现在是麻省理工学院的博士后研究员，他在斯坦福大学攻读博士学位时进行了这项研究。
“这项研究揭示了荧光蛋白在自然界中的多功能作用，平衡了它们的光谱特性和重要的生理作用。”
该团队求助于iNaturalist社区平台，该平台使公民科学家能够记录生物多样性，以寻找有时罕见的霓虹绿色海葵的位置。
通过对数千种带地理标记的海葵的观察，研究人员发现，霓虹色最普遍的是在北加州，高达10%的海葵被发现是这种颜色，而在圣地亚哥周围，它们的数量减少到不到1%。
这一切都始于一个惊人的观察
这个研究项目的灵感始于2008年，当时加州大学圣克鲁斯分校的退休教授约翰·皮尔斯(John Pearse)正在探索蒙特利湾(Monterey Bay)的潮池，他做了一个深刻的观察:在一群音调柔和的海葵中，只有一种海葵具有鲜艳的霓虹绿色。
在初次相遇之后，他在许多年里多次回来检查这种荧光生物，发现无论一年中的什么时候，不管光线水平和潮汐条件的变化，它都保持着惊人的颜色，这表明这种奇怪的颜色不是环境或外部因素的结果。
皮尔斯是海葵和其他海洋无脊椎动物生物学方面的专家，他很想知道更多关于霓虹绿色海葵的知识——为什么它比生活在同一地点、同一岩石上的其他同类(它是同一物种吗?)的荧光更强?
他得到了他的妻子Vicki pearse
该研究的实地调查部分始于2016年，克拉克和皮尔斯在加利福尼亚州太平洋格罗夫霍普金斯海洋站附近的潮间带收集了霓虹和非霓虹色海葵的触手样本。克拉克随后使用一套分子工具分离荧光蛋白并对其进行测序。
在实验室检测生物荧光
该研究的生物荧光部分是由斯克里普斯海洋学海洋生物学家迪米特里·德海恩和德海恩实验室的成员进行的，该实验室专门研究生物体内的光产生和光操纵。研究人员使用分光光度计对新发现的蛋白质进行了光谱分析，分光光度计是一种检查各种光谱的光特性的工具。
在许多物种中，颜色变化被认为是表型或可观察的特征，源于不同的饮食或对不同环境的适应等因素。例如，暴露于较高光照水平的物种通常表现出较深的色素沉着。研究人员惊讶地发现，这些海葵的颜色变化并不被认为是一种表型特征，而是一种与一种特定荧光蛋白基因有关的基因型特征。
“这是我们第一次观察到一种荧光蛋白决定海葵或任何海洋无脊椎动物物种的颜色，”Deheyn说，他是该论文的高级作者。“事实上，颜色与一个非常特定的基因密切相关，这使得它更有趣，也挑战了大多数现场观察者的假设。”
荧光蛋白的保护作用
研究人员证明，海葵的荧光蛋白是强抗氧化剂，可以保护活细胞免受氧化应激。对人类来说，氧化应激会引发偏头痛，但食用蓝莓和黑巧克力等抗氧化剂可以帮助控制和预防这种压力。
克拉克说:“根据这些数据，我们认为荧光蛋白可以帮助海葵处理它们所经历的所有可变压力，并允许它们以一种解毒的方式从光合作用反应中‘清除垃圾’，这样就不会伤害它们。”“荧光蛋白的双重作用——作为着色剂和细胞防御剂
根据研究人员的说法，这项研究强调了公民科学的重要性，他们鼓励公众成员继续通过iNaturalist分享对霓虹绿海葵
Deheyn说:“由于公民科学家的奉献和努力，我们可以更深入地了解海葵的种群分布，这些生物的基因库等等。”“每一次观察，无论看起来多么微小或微不足道，都在扩大我们对自然世界的认识和欣赏方面发挥着至关重要的作用。”
