知识就是力量杂志 - 为什么海浪会发“蓝光”?美丽背后暗藏危机 | 少年科学粉

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为什么海浪会发“蓝光”?美丽背后暗藏危机 | 少年科学粉 - 后花园网文 - 大杂烩

  本文综合自《知识就是力量》杂志

  在许多纪录片中,我们都可以看到大海深处星星点点的荧光,其中不少都是水母发出的。近年来,在一些地区的海面甚至靠近海滩的地方,我们在夜晚有时也能看到成片的光亮出现在卷起的浪花中。那这些神秘的光亮究竟来自哪里呢?

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  海浪因鞭毛藻发光

  起初,人们误以为这些神秘的闪光是海面反射光,光源可能是大气折射来的灯光或月光。然而,后来人们发现越是在黑暗的夜晚,靠近海滩的浪花中的荧光越是明亮。这充分说明,神秘荧光不是来自于空中,而是海水中就有发光物。这些发光物不可能是人造物体,只能是一些海洋生物。

  它们是水母吗?不是。因为水母没有在海面上集群的习惯,更不可能在靠近海滩的海面上集群。一些生物学家检测了发光海浪所在海域的海水,发现了海浪发光的真相。原来,那些发光海域中富含一种会发出蓝色荧光的浮游生物,这种生物名为“鞭毛藻”。

  其实,海洋中许多浮游生物都能发出荧光,只是它们大多不像鞭毛藻那样喜欢十分密集地聚集在一起。在只有几千平方米的发光海域中,往往就可以聚集数以亿计的鞭毛藻。鞭毛藻是介于动物和植物之间的一种浮游生物,是金藻门、裸藻门、隐藻门、甲藻门和绿藻门团藻目中具鞭毛的藻类的统称。它们的共同特征是因具鞭毛而能主动运动,不像许多海藻只能固定在某处或者随风浪漂流。

  鞭毛藻的发光机理

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  鞭毛藻为何可以发出蓝色的荧光呢?美国哈佛大学海洋生物学家伍德兰德·哈斯廷斯通过实验发现,鞭毛藻体内有独特的蓝色荧光基因,这种基因能控制细胞膜内的一种特殊蛋白质,令细胞膜开通一条可以产生电流的通道。电流通过这条通道之后,刺激鞭毛藻的荧光蛋白发出荧光。如果通过基因工程的方法关闭荧光基因,鞭毛藻就不再发出荧光。

  鞭毛藻很小,体长只有50微米,海水中单个鞭毛藻靠肉眼是看不到的,单个鞭毛藻发出的荧光也很微弱。鞭毛藻并非时时都发光,它们在受到外界干扰时才会像萤火虫那样发光,因此往往在夜晚涨潮的时候可以看到成片鞭毛藻发出的蓝色荧光,风浪越大,荧光越强。相反在风平浪静的海面上是看不到这样的荧光的。

  对许多弱小生物来说,隐蔽自己才是最佳策略。鞭毛藻这样的弱小生物反倒在夜晚发出荧光,它们不怕猎食者循光而来吗?哈斯廷斯表示,它们的发光原因还是个谜。不过,哈斯廷斯推测鞭毛藻发光正是为了警告捕食者。发光的鞭毛藻聚集在一起,当猎食者搅起波浪时,它们就会发出一片亮光,这样可以伪装成一种强大的生物或人造物体,十分有效地迷惑猎食者,令猎食者不敢轻易靠近。哈斯廷斯的足迹遍布大西洋和太平洋,几乎每天晚上都能发现生物发光现象。其中,马尔代夫的海域最为突出,这里经常能看到十分明显的发光海浪,发光的面积也比其他海域要大一些。

  发光海浪是污染增强的信号

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  近年来,海面荧光现象越来越明显。对喜欢海上夜游的游客来说,这是一件十分开心的事情。但是,对于环保专家来说,这是非常不好的信号,美丽荧光海浪背后潜伏着危机,包括鞭毛藻在内的浮游生物大规模繁殖,是形成赤潮污染的主要原因。在赤潮爆发时,大量的鞭毛藻会产生危害其他动物的毒素。另外,大量的鞭毛藻等浮游生物会消耗大量氧气,海水含氧量下降,导致其他海洋生物窒息而亡。

  鞭毛藻等浮游生物形成的赤潮污染不是自然形成的,而是人类向海洋排放了过多化肥和有机污染物导致的。研究人员发现,海洋上的蓝色发光区往往靠近海岸,因为越是靠近海岸,来自大陆的富营养污染物越多。

  希望人们在未来能减少排向海洋的富营养污染物,因为我们更愿意拥有一片持久洁净的大海,而不是获得观赏蓝光海浪奇景的短暂满足感。

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