救命!最近这些海怎么开始发荧光?!

作者: 潘文君

来源: 《博物》杂志

发布日期: 2023-09-16 11:00:28

本文介绍了多种会发光的生物,包括夜光藻、萤乌贼、发光蕈蚊、发光叩甲、鳞皮扇菇、光萤、维多利亚多管发光水母和夏威夷短尾乌贼,探讨了它们发光的原因及其生态意义。

最近好几个地方的荧光海又狠狠火了起来!

为什么会出现荧光海?出现荧光海又意味着什么呢?

说到点亮夜空的生命,你是不是只能想起萤火虫?其实,会发光的生物,可不止萤火虫一家!

浪漫缔造者:夜光藻

网上曾经盛传过一段“马尔代夫荧光海”的视频,黑夜里的海水用手一撩拨,就会发出蓝色的光。其实想看荧光海滩,不用费劲跑那么远,在我国大连,青岛等地也能见到。

打造这幕浪漫夜景的,常是一群用肉眼看不见的小家伙——发光藻类,其中就有甲藻门的夜光藻。

显微镜下的夜光藻

夜光藻是单细胞生物,原本看上去无色透明,受到扰动时却能发出蓝色荧光。只要它们在水体中足够密集,就能形成荧光海滩景象。不过,夜光藻还有个特点——能在富营养化的水中大量繁殖。当它的数量爆发式增加,海滩的荧光会更为闪亮壮观,然而这却意味着海水的污染。

夜光藻虽然看着浪漫,但往往意味着水体污染

美味的荧光:萤乌贼

相比之下,萤乌贼则是人畜无害。

萤乌贼全身散布着上千个微小的发光器,一亮起来,能让它和粼粼的波光混为一体,捕食者很难发现它。

它第4对腕足的尖端,还有三个一簇的发光器,尤其明亮,用以吸引小型猎物。

萤乌贼有上千个发光器

每年春天繁殖期,萤乌贼群聚在食物充足的日本富山湾,被海流推到海面,成就了著名的“富山湾荧光海滩”。

萤乌贼

不过身为一只乌贼,好吃更讨人喜欢,在日本,萤乌贼传统上会被煮熟了吃,或者加入酱油和墨汁腌渍,做成下酒菜“盐辛乌贼”。近年来更时兴萤乌贼刺身,不过这样吃容易感染寄生虫,要注意。

新鲜的萤乌贼,可以做刺身

洞中星空:新西兰发光蕈蚊

除了海里,洞穴中也可能出现“浪漫荧光”。

1871年,人们第一次在地下金矿里,见到洞顶的“蓝色星空”时,都以为这是萤火虫的杰作。直到15年后才搞清楚,原来这是一种“蕈(xùn)蚊”,而不是甲虫。

蚊子幼虫点亮的“蓝色星空”

虽然和蚊子是亲戚,属于扁角菌蚊科的蕈蚊却不吸人血。别看它身长不过3厘米,小到蜉蝣,大到马陆,都在它的食谱中。

它甚至还能猎食其他的蚊,饿急了连自家兄弟也吃。

蕈蚊成虫

这发出蓝色荧光的一串串“念珠”,就是蕈蚊幼虫的捕猎工具。蕈蚊幼虫在山洞顶部吐丝织巢,再从巢里垂丝悬吊下来,悬丝上每间隔3~4厘米挂一滴粘液。一只幼虫可以布下70条这样的悬丝,组成一个陷阱。

山洞顶部密集的蕈蚊悬丝

尽管看上去一片光亮,但是悬丝和液滴并不发光,发光的是守在陷阱边的幼虫。等到被荧光吸引的猎物们自投罗网,被粘液困住,它就能饱餐一顿了。

正在布置陷阱的蕈蚊幼虫

蕈蚊的蛹和成虫也会发光,但比起幼虫要暗淡许多,毕竟这时它已经不需要进食了。成虫有翅能飞,却飞不远,只能就近繁育下一代,世世代代生活在潮湿黑暗的山洞中。

草原之光:巴西发光叩甲

如果说除了大食蚁兽,还有谁治得住白蚁,大概要数巴西席拉多草原的发光叩甲了。

草原上耸立着大片大片的白蚁巢,巢里星星点点的荧光有如万家灯火,像悬在空中一样,这每一盏“灯火”,就是一只发光叩甲幼虫。

发光叩甲幼虫的荧光点亮了黑暗中的白蚁巢

幼虫寄住在白蚁巢中,是个狡猾的卧底:白天缩在洞里,和白蚁相安无事;夜里钻出来,借助胸部发出的绿色荧光,引来婚飞的白蚁,再借机偷袭。

有翅白蚁通常两三厘米长,而它比白蚁更小,全凭伏击打胜仗。

发光叩甲从白白胖胖的大肉虫变成蛹,再等蛹羽化为成虫,就能振翅高飞,离开蚁穴,带着荧光上天了。

成虫的前胸背板两侧,长了一对“大灯泡”,其实是两个圆形的发光器,雌虫和雄虫正是依靠“灯泡”寻找彼此,然后把卵产在白蚁巢里,继续“祸害”白蚁。

发光器似一对“大灯泡”

发光叩甲的成虫个头不大,还没人的小指长,和幼虫一样能发光,发光器就长在前胸背板两侧,活像背了两个大灯泡。

森林小夜灯:鳞皮扇菇

床头一盏小夜灯,总能安抚夜里惊梦的人。在北美东部森林里,还真有这样的“天然小夜灯”——鳞皮扇菇。鳞皮扇菇正如其名,伞盖形似展开的折扇,一簇簇贴着朽木生长,乍一看不过是树皮上的普通真菌,毫不起眼。

自然光下的鳞皮扇菇,折扇似的伞盖有大有小,长得大一些的和一元硬币差不多大。

入夜之后就不同了,它们的菌褶能发出微弱绿光,吸引那些喜欢光的昆虫帮它“传宗接代”:昆虫在菌褶上爬来爬去,蹭了一身孢子,再爬到其他适合孢子萌发的地方,孢子散落到朽木上,又能长出一大片鳞皮扇菇来。

发绿色荧光的鳞皮扇菇

另一种发光真菌吸引雄性发光叩甲,叩甲误以为这亮光来自雌虫,兴冲冲前来交配,无意间帮助真菌传播了孢子。

萤火虫的亲戚:光萤

光萤自成一科,是萤科(萤火虫)的近亲,虽然也有发光的本领,生活方式却和萤火虫不大一样。

光萤幼虫身形细长,每个体节都发绿光,不仅体节之间的缝隙里透光,身体两侧也有亮点。它在地上爬行时,好似一列夜里行驶的火车,每个车窗都被灯光点亮,因此得一俗名“铁路虫”。

光萤幼虫似一列夜里行驶的火车

等到长大成年,雌性和雄性走上了截然不同的道路:雌虫保持幼体的形态,能发光但不会飞;雄虫失去发光器,却有翅能飞,头上还长一对漂亮的触角。

这对大触角可不是装饰品,上面布满了化学信号“接收器”。雄虫凭借它,能循着雌虫散发的“性信息素”,找到雌虫求偶交配。

雄虫触角能敏锐捕捉到雌虫的气味

不过,光萤雌虫是不是像萤火虫那样,用荧光吸引异性,目前科学家们也没弄清楚。这种荧光更多是作为一种警戒信号,用来告诉捕食者:“别吃我,我不好吃!”

改变世界:维多利亚多管发光水母

20世纪60年代,日裔科学家村下脩(xīu)和往常一样沿着海岸散步,他注意到,美国西海岸常见的一种透明水母——维多利亚多管发光水母,不仅会发光,受到惊扰时,原先的蓝色荧光还能变成绿色。水母会发光倒不是什么新鲜事儿,能控制发光颜色的却不多见,它是怎么做到的?

发出蓝色和绿色荧光的维多利亚管发光水母

村下脩为了揭开这个疑问,和他的研究团队解剖了数万只水母。最后终于发现,荧光变色全靠一种特殊的蛋白质,他将其命名为“绿色荧光蛋白”。

这种蛋白质可是科学实验的利器。科学家要想观察蛋白质在生物体内的动向,就得让这些蛋白质发光。以前,人们会把荧光素酶转入进去。但是,荧光素酶需要荧光素配合,才能发光,而很多生物没有荧光素!现在有了绿色荧光蛋白就好了,它用不着荧光素,直接拿蓝光一照,就能发出绿光,特别方便。

有了它,生物学家如虎添翼,产生了很多重大的学术成果。

转入了水母蛋白的小鼠,也和水母一样发出了荧光

会发光,不代表会生产光。夏威夷短尾乌贼就另有妙招:把发光细菌养在身上。费氏弧菌就是海洋中随处可见的一种发光细菌,如果不与乌贼相遇,费氏弧菌完全能自由生活,偶尔群集在一起发出蓝色荧光。

夏威夷短尾乌贼,一种只有3厘米长的小乌贼,身体底部有蓝色荧光。

乌贼身体底部长了个口袋似的发光器官,费氏弧菌就被圈养在里面,与乌贼相伴一生。它俩通力合作,打造出完美伪装:在月色明亮的夜里,从海底向上望,乌贼与照进海水的月光融为了一体。这是因为,弧菌发出的荧光能让乌贼避免投下阴影,从而躲避来自海洋更深处的天敌捕食。

实际上是费氏弧菌在发光

谁的荧光戳中你了呢?

撰文 | 潘文君

微信编辑 | 未末

本文原载于《博物》杂志2017年7月刊

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