twentythousand,twentythousand的汉语

首页 > 大全 > 作者:YD1662022-12-24 22:52:24

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生活在深海的生物会发出各种各样的荧光,用来吸引配偶、引诱猎物或是迷惑捕食者。图中分别为全身遍布发光器的萤乌贼,当位于捕食者上方时,萤乌贼的光可以让它隐藏在斑驳的波光中(上)和一条蝰鱼(下)。

现在,我们知道乳海是一种生物学成因的科学现象。但如果了解它们发生的地点、时间和确切机制,研究人员还需要更多的数据——塞姆斯那样的偶然发现还远远不够。

从太空看到乳海

对美国海军来说,海洋生物发出的光会带来一些真实的威胁,因为明亮的海水会勾勒出潜艇的轮廓。在21世纪初,美国加利福尼亚州蒙特雷海军研究实验室的大气科学家史蒂文·米勒(Steven Miller)突然想到,卫星或许能够探测到海洋生物的发光现象。当时只有美国空军卫星搭载的运行线路扫描(Operational Line Scan,OLS)系统能够在夜间观测可见光。

米勒心血来潮地在互联网上搜索了有关大范围生物发光的讨论。他在《科学前沿》(Science Frontiers)网站上找到了关于乳海的描述,这个网站由美国物理学家威廉·R.科林森(William R. Corliss)运营,用来征集“不寻常或无法解释”的事件。

米勒被迅速激起了好奇心,他开始收集目击者的证词。其中有一份相对较近的报告来自英国商船“利马”号(SS Lima)。1995年1月25日,“利马”号沿着非洲之角穿越了乳海。“生物发出的光在地平线上绵延,似乎覆盖了整个海域,”利马号的航行日志中写道,“船像是航行在雪地上,或是飘浮在云层间。”

米勒试图在OLS图像中找到“利马”号那天的位置。起初,他什么都没看到。但放大图像后,他发现了一个隐约的逗号形状的斑点。“看起来像是屏幕脏了,但在我移动图片时,(斑点)却在和图片一起移动,”他回忆道。米勒随即检查了“利马”号遭遇乳海前后几天的OLS图像,也发现了同样的斑点,并且斑点与洋流一起逆时针旋转。“好吧,”米勒想,“我们真的能从太空看到生物发光。”

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斧鱼腹部珍珠状的结构是它们的发光器,这里发生的化学反应或共生的发光细菌可以发出荧光

1995年的OLS图像更像是碰对了运气,因此米勒希望借助昼夜波段传感器(DNB,一种新的、更灵敏的微光传感器)更系统地调查乳海现象。DNB传感器的灵敏度是OLS的100多倍,它可以轻易捕捉到乳海的微光。

分析了2012年至2021年所有无月之夜的DNB数据后,米勒最终锁定了十几个可能的乳海事件。它们只会出现在夜晚,会随着洋流移动,因此不是云层或者大气辉光。

防盗报警器

长久以来,科学家提出过各种各样关于乳海成因的假说。一些研究者提出,乳海来自于细菌的“群体感应”现象:细菌通过化学信号进行交流,一旦它们的密度足够高,就可以产生感知信号,并持续发光。

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一种龙鱼

米勒曾认为,乳海现象最常在冬季和夏末出现。但10年来的DNB数据又带来了新的发现。大规模乳海现象似乎最容易在印度洋西北部出现,在冬季和夏季季风的作用下,深海寒冷、富含营养的海水上涌到表层,从而引发浮游植物大量繁殖。

但为什么会出现这种现象?一些海洋生物可以借助发光吸引食物或配偶。也有一些海洋生物将发光作为一种警报,当受到攻击时发出闪光,来吸引捕食者的天敌,用于自保。但细菌群体感应引起的发光可能基于另一种作用:当开阔水域的食物不足维持整个菌群的生存时,它们可能会通过发光引诱附近的鱼前来,从而在鱼类消化道中继续生活

米勒和哈多克希望DNB传感器能够更及时地探测、甚至预测乳海现象,这将使研究人员能够迅速前往海洋并收集样本,从而检验假设。在此之前,乳海将依然维持着它的神秘面纱。

处处发光

乳海的秘密仍然存在,其中部分原因在于,生物发光本身的性质、功能和范围都存在很多悬而未决的问题。由于大多数发光生物生活在海洋中,其中的大部分又生活在深海,要想直接观察生物发光现象,不仅需要投入大量的人力物力,还需要冒相当大的风险。

几十年前,海洋生物学家伊迪丝·威德(Edith Widder)和许多会潜入深海的研究者就知道,生物发光是深海生物常见的能力。人类从生物发光物种中获益良多。医学和生物学研究人员经常使用的绿色荧光蛋白,就是生物学家在20世纪60年代从发光水母中分离出来的。威德正使用生物发光细菌来识别美国佛罗里达州印第安河泻湖的主要污染区。

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