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深海比你想象得要明亮,来看这些发光的深海生物
科学家发现,生物发光并不稀奇。其在海洋中普遍存在,是地球的主要生物特性。
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1932 年,威廉·毕比(William Beebe)将他那瘦长的身体嵌入狭窄的潜水器中,成为了第一个深入漆黑海底的科学家。他透过潜水器小小的窗口观察外面的世界。后来,他向世人描述了那个充满跳动、昏暗和欺骗性的微光的陌生世界。
“它好像要爆炸了似的。”他这样形容一个发光生物。在《Half Mile Down》这本书中,他补充说,所目睹的景观是他所始料未及的。这些光的色彩包括淡绿色、蓝色、红色和蓝绿色,特别是蓝绿色,从本质上讲,蓝绿色光在海水中可以传播得比较远。
在过去数十年间,生物学家认识到,与陆地动物利用声音一样,深海生物会利用光亮引诱猎物,震慑、迷惑和误导捕食者以及寻求交配。这些生物性光源于长着针状尖牙的小鱼,以及有上万个摄食触手的胶状恐怖生物。这种多样性说明生物发光相当普遍,不过尚未有科学家对这种现象进行过统计。而在毕比博士开拓性的深海勘探过去 85 年之后,今天,科学家已经成功地摸清了深海生物发光的实际情况。
在深入太平洋海底的 240 次勘测研究中,他们将出现的每一种海洋发光生物都记录在案——从海平面到海面下 3000 米,生活着 500 多种发光生物。随后,研究人员将结果并入了一个大型的测量项目中。
结果呢?结果就是大多数(高达 76%)的海洋生物都会发光,比例远远超出了不发光的海洋生物种类,如海豚。
深海比你想象得要明亮得多。蒙特雷湾水族馆研究所(Monterey Bay Aquarium Research Institute)最新的研究显示,约四分之三的深海生物利用生物发光自己发射光线。
该研究报告今年已发表在《Scientific Reports》上。第一作者、海洋生物学家塞维林·马蒂尼(Séverine Martini)说:“人们觉得生物发光是外来物种的特征,甚至连海洋学家都没有意识到这其实是一种很普通的现象。”
她自己是一天夜里在非洲海岸附近的一艘帆船上意识到这一点的。她回忆说:“我当时正在观察天上的星星,研究星座相关的东西,” 然后突然开始“看到波浪中有物体在发光”。
警报水母,一种水母,在受到威胁时会发出明亮的蓝光。图片来源:史蒂芬·哈多克/蒙特雷湾水族馆研究所
Helicocranchia,是小型透明乌贼的一个属。有些在眼睛附近有发光细胞。图片来源:史蒂芬·哈多克/蒙特雷湾水族馆研究所
根据加州蒙特雷湾水族馆研究所的马蒂尼博士及其共同作者史蒂芬·H·D·哈多克(Steven H. D. Haddock),由于深海是地球最大的生物栖息地,所以该新发现确认了一点:生物发光虽然并不为人熟知,但却是地球上最主要的生物特性之一。
哈多克博士说:“这些问题当中有很多已经延续了几百年。你在水里看到了光亮,但是你不知道这代表着什么。”
数十年来,科学家对海洋生物性光从进化论的角度追根溯源,发现可以归结到甚至比恐龙时代还早的、上千万年前的原始海洋。相比之下,陆地生物发光则相对出现得比较晚。而且可以发光的陆地生物与它们在海底的近亲不同,只占所有生物种类的一小部分。其中不仅包括萤火虫,还有一些甲壳虫、千足虫和蚯蚓。
该研究机构位于加州莫斯码头蒙特雷湾海岸线的正中间,是深海探测领域的先锋。它创建于 1987 年,创始人为亿万富豪戴维·帕卡德(David Packard),此人正是惠普公司的联合创始人,也是硅谷的缔造者。哈多克博士是全世界在生物发光领域的权威,他已经就海洋发光生物发表了数十篇科学论文。10 年前,他创建了“生物发光网页”(Bioluminescence Web Page),上面记载了对深海生物的详细介绍,还包括数十张生动的图片。该网页是某些大学的指定阅读材料。
用来进行本次测算的 240 次水下探测,是哈多克博士自 1999 年加入研究所以来亲自开展的所有研究考察。考察船从莫斯码头(Moss Landing)出发,离岸距离最远达海上 300 公里,所覆盖范围大约相当于爱尔兰的国土面积。位于旧金山以南 96 公里的蒙特雷湾海床坡度极陡,与大部分海岸的浅海大陆架有所不同。这也便于研究船只可以快速抵达和进入深海环境。
多年来,哈多克博士及同事通过长绳将机器人下放至黑暗的海底进行探测。设备上的感光摄像机可以使科学家将搜寻的视线扩展到更大的范围。研究人员碰到深海生物的次数超过 35 万次。
其中就包括琵琶鱼(anglerfish),一种人们熟知的生物发光物种。这些精湛的猎手通过摆动吊杆使顶端发光诱饵置于长满尖牙利齿的血喷大口前,以此吸引猎物。
一种比较罕见的发现是 Vampyroteuthis infernalis,这个拉丁语的名字意思是“来自地狱的吸血鬼乌贼”。这种奇怪的生物有一双蓝色眼睛,身体呈深红色,“手臂”上还有斗篷一样的“鳍”状物。“鳍”的尖端可以发光。
哈多克博士及其同事已发现这些乌贼还会发射蓝色的发光微粒,这些微粒会在它的周围形成一圈发光烟雾,显然是为了让捕食者分心,好让它自己趁机消失在黑暗中。
很多海下探测都会发现成群的胶状动物,也就是管水母(siphonophores)。这种生物的外貌颇像异形,有长长的身体,靠泳钟的收缩推动转圈移动,它还有成千上万个弹性触手,用来抓捕和吸引猎物。
大部分管水母发出的光都非常明亮。科学家判断,它们发射如此明亮的光线是为了驱赶捕食者。而哈多克博士和同事们在研究一种叫作 Erenna(管水母的一属,译注)的生物时还发现了另一个原因。
原来它的触手尖端能发出红光,显然是为了将猎物吸引到静候的毒刺和它的肚子里。哈多克博士说:“这让我大开眼界。”
在陆地上,马蒂尼博士带头收集数据,将海下探测看到的海洋生物与已知的发光动物列表进行比较。
这个详尽的列表是在回顾先前的科研报告、综合哈多克博士和其他科学家多年来的第一手观测结果的基础上得出的。
在研究的结论部分,研究所的科学家承认,不管是海下探测还是总结概括的工作,所有这些努力得出的,不过是对这种现象真实情况的一个粗略估计。
马蒂尼博士和哈多克博士在报告中说:“我们尚不能确定生物发光性能的整体情况,特别是在深海域,那里还有待进一步探索。”
数十年来,人类的肉眼比任何摄影机都能更好地记录深海中的微弱亮光。不过近几年,哈多克博士说,摄影机的感光度已经开始赶上并终将在未来超过人类的肉眼。
他说,这种进步使科学家能够将之前肉眼看到、但是转瞬即逝的光亮记录下来,并帮助他们发现新的发光物种。他补充道,科研的不断进步就是对毕比博士以及他发现的那个隐秘世界——在阳光照射不到的深海里存在的昏暗的、摇曳的、闪烁的光亮——鲜活的致敬。
哈多克博士说:“我们仍在研究他的观察结果,要学习的东西还有很多。”
翻译 熊猫译社 夏鱼
题图来自 Pexels
© 2017 THE NEW YORK TIMES
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