当赤潮暴发,海水中的发光藻类富集,也会产生海水发光现象。图为英国威尔士安格尔西岛的荧光海岸。
生命的光芒
要想见识更壮丽的荧光海景象,还得到远离海岸的大洋中去。17世纪以来,商船的航海日志中不断提到“银海”现象,而且超过70%的“银海”都出现在印度洋西北部。1995年1月25日,英国商船“利马号”在这一海域驶入了“银海”:
“格林威治时间18点(当地时间21点)。无月的夜晚。索马里海岸以东150海里处,地平线上泛起白色的光晕。航行15分钟后,整艘船被发出均匀奶白色光亮的海水包围。这一光亮几乎覆盖了整个海面,向各个方向延伸至地平线⋯⋯船仿佛在雪地中航行,又似在云端滑行⋯⋯船首和船尾的浪花却泛出黑色,深黑色的油斑从船侧漂过。后来在信号灯的照射下发现,这些‘油斑’其实是淡绿色的大型海藻,它们在发白的海水中显出黑色,令人称奇。”
哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)是“银海”的始作俑者。这种细菌和棕囊藻共生,在海水中达到一定浓度后开始集体发光,大有一呼百应之势。印度洋西北部海域终年温暖,加之从深海涌起的上升流带来大量的营养物质,有利于细菌增殖,所以大多数“银海”都发生在这一海域。和甲藻不同的是,哈维氏弧菌能够持续发光,虽然每个细菌发出的光亮不及甲藻,但凭借数量大、覆盖面积广,连太空中的卫星都能监测到“银海”的光芒。这一发现刊登在2005年的《美国国家科学院院刊》上。
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卫星监测到印度洋西北部长达250公里的“银海”现象,发光细菌哈维氏弧菌(下图)是其塑造者。
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哈维氏弧菌是一种颇有“心计”的细菌。虽说与棕囊藻的小日子过得不错,却更觊觎鱼类等动物的消化道。于是它们采用长时间发光的策略,吸引鱼类前来吞食棕囊藻,这样就能如愿以偿地抵达消化道,过上更加奢华的生活了。谁能想到,这壮丽的“银海”竟满是哈维氏弧菌的小算盘。
其实发光生物在海洋中广泛存在,甲藻、细菌、栉水母、刺胞动物、毛颚动物、环节动物、软体动物、甲壳动物、棘皮动物,以及生活在海底的鱼,仅是海洋发光生物的部分名单。相比而言,陆地环境中的发光生物种类可谓小巫见大巫,而淡水环境中除了少数昆虫幼虫外,也几乎没有发光的。海洋中普遍存在的弱光和黑暗生境、比河湖更为清澄的水体,以及多种生物间的相互作用(如捕食),为生物发光现象的形成提供了绝佳温床。
据科学研究,现存海洋生物中至少有40多个生物类群的发光本领是独立起源的,这似乎暗示着发光对于海洋生物的重要性,而且这一本领应该也不难获得。的确,生物发光主要需要两个要素:一是发光原料——统称为荧光素,二是催化剂——荧光素酶或发光蛋白,在适宜的条件下两相结合便能发出光亮。有趣的是,作为发光原料的荧光素在各大生物类群中的变化并不多,真正变化多端的是催化剂。
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日本渔民在富士湾捕获到大量荧光乌贼
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发光生物广泛存在于海洋中。图片依次为花笠水母、灯塔水母、栉(zhì)水母、鮟鱇鱼、荧光乌贼。
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