海洋的熒光魔法——夜光藻
每年夏初海域中夜光藻種群密度上升時,當其受到海浪拍打、人為攪動等機械刺激時,就會發出清晰可見的藍光,也就是我們平常所說的“藍眼淚”。盡管“藍眼淚”爆發時是如此美輪美奐,但這其實是大海向我們發出的求救信號。
夜晚,當你漫步在海邊,有時你會看到一片幽藍色的冷光隨著浪花翻涌,仿佛星空墜入了大海,又像是海流在暗夜中揮動的魔法熒光棒,人們給這一現象起了一個詩意的名字——藍眼淚。

幕后主角:渺小而閃耀的夜光藻
其實,驅動這場水下極光盛宴的主角,并非什么龐然大物,而是無數個我們用肉眼難以分辨的、直徑不過毫米的單細胞生物——夜光藻。

紅色夜光藻細胞
夜光藻(Noctiluca scintillans)隸屬于甲藻門(Pyrrophyta)甲藻綱(Dinophyceae)夜光藻目(Noctilucales)夜光藻科(Noctiluaceae)夜光藻屬(Noctiluca)在世界海域范圍內廣為分布,中國、日本、印度、法國、南非及北歐部分海域均有不同規模夜光藻赤潮的報道。國內的渤海、東海、南海都是夜光藻赤潮的頻發區,其中廣東、福建、山東是記錄到夜光藻赤潮次數最多的省份。中國近海全年都有夜光藻赤潮暴發的記錄,但大多發生在春季與夏初季節,其中5月是夜光藻赤潮暴發次數最多的月份。
根據營養方式不同,夜光藻分為綠色夜光藻和紅色夜光藻兩種類型。綠色夜光藻為混合營養型浮游植物,可利用內共生綠藻光合作用的產物獲取營養,同時攝取食物對其生長繁殖也有重要意義,紅色夜光藻為異養型浮游植物,只能通過攝食浮游植物、細菌和橈足類卵等獲取營養供其生長繁殖。綠色夜光藻僅分布在亞洲熱帶地區及阿拉伯海、孟加拉灣、阿曼灣和紅海的部分海域,我國僅紅色夜光藻有報道,因此這里我們主要討論紅色夜光藻。夜光藻細胞呈近圓球形,直徑可達150~2000μm,細胞壁透明,由兩層膠狀物組成,上有許多微孔。成體橫溝消失,僅在腹面留下一小痕跡;縱溝深,與口溝相連,口溝內有一長的觸手,觸手附近生有一條短鞭毛。
夜光藻是一種發光生物,其細胞內具有螢光素-螢光素酶系統。當受到機械刺激時,細胞產生電信號,從而激活熒光素酶,催化熒光素與氧氣發生反應,最終將化學能轉化為藍綠色的光能。所以,每年夏初海域中夜光藻種群密度上升時,當其受到海浪拍打、人為攪動等機械刺激時,就會發出清晰可見的藍光,也就是我們平常所說的“藍眼淚”。
美麗背后的危機:是“藍色星河”也是“紅色警報”
盡管“藍眼淚”爆發時是如此美輪美奐,但這其實是大海向我們發出的求救信號。在夜光藻爆發的海域,雖然夜晚能看到浪漫夢幻的“藍色星河”,但白天海面上則呈現一片片紅色。夜光藻雖然屬于甲藻,卻不會進行光合作用,當藻體密度過大就會大量消耗海水中的氧氣。雖然夜光藻自身不產生毒素,但夜光藻赤潮暴發會降低水中的溶解氧,導致魚類應激、休克甚至大規模死亡;夜光藻的種群密度上升還可能堵塞魚類的鰓部,阻礙魚類呼吸,導致窒息死亡,給漁業養殖構成嚴重威脅。所以“藍眼淚”既是大自然贈予我們的美景,也是大海向我們發出的求救信號,警示我們海水富營養化、水文氣象條件變化等一系列環境改變。
此外,夜光藻也可能黏附在人的皮膚、黏膜上,引起過敏、瘙癢反應。所以大家“追淚”時,盡量不要用裸露的肢體接觸海水,尤其是肢體有創口的人群。若接觸了海水,不要用手揉搓眼部,要及時清洗接觸海水的部位哦!
“藍眼淚”為何轉瞬即逝?
每年4-5月份,網上就會掀起一陣“追淚潮”,但過一陣子,網絡上的追淚大潮仿佛一下子“銷聲匿跡”。為何夜光藻會一夜之間消失呢?實際上,種群的爆發式增長或消亡,往往與環境條件的變化有關。海區內溫度、鹽度、營養鹽、風向風速以及餌料含量等多種環境因子共同作用于夜光藻種群密度的調控,下面主要闡述溫度和鹽度這兩種環境因子對夜光藻種群密度的影響。
溫度顯著影響著包括夜光藻在內的絕大多數浮游生物的時空分布。夜光藻作為廣溫性物種,可以在溫度較低的環境中生長繁殖,但對高溫的耐受性較差,其存活的水溫上限一般為25~28℃③。隨著時間推移,海水溫度上升到夜光藻的耐受限度時,夜光藻的種群數量就會迅速下降,進而消失。
海水的鹽度變化也是夜光藻消失的原因之一。夜光藻對鹽度的適應性較強,鹽度在5.6~42范圍內均有夜光藻存活繁殖的報道。作為廣鹽性物種,夜光藻可以在不同鹽度的海域中生存,但同一海區內的鹽度驟降對夜光藻的打擊巨大。比如,1992年大鵬灣的一場降雨使水體鹽度驟然降低12.5,環境中夜光藻豐度從高峰期突然消失。所以,可能夏天的一場大雨造成海水鹽度驟降,就會讓你錯失今年追淚的最佳時機。
生存的智慧:暴發與消亡的生命循環
夜光藻主要有無性生殖和有性生殖兩種生殖類型。夜光藻的無性生殖指營養細胞通過二分裂增加種群數量。而夜光藻的有性生殖發生時,一部分營養細胞會轉化成配子母細胞并釋放配子,配子通過兩兩融合形成合子,發育成營養細胞。
那么,夜光藻什么時候進行無性生殖,什么時候又轉變為有性生殖呢?通常情況下,夜光藻主要通過無性生殖增加種群數量,實驗室培養條件下,配子母細胞的發生率較低。近期,有研究認為,當溫度、鹽度適宜,食物充足時,夜光藻有性繁殖的發生可能是促進夜光藻營養細胞大量增殖的主要原因;當營養體細胞密度達到環境承受能力時,其產生大量的配子細胞促進赤潮消亡,配子轉移至其他水體中,有利于種群存續。
當環境條件適宜,食物充足時,夜光藻細胞不斷進行二分裂,增加種群密度,形成“藍眼淚”的奇觀;而當種群逐漸走向消亡時,夜光藻又會通過有性生殖產生配子,待來年環境條件適宜時,再形成新的營養細胞,帶來了新一輪的夜光藻赤潮。

正在二分裂的夜光藻細胞

不同時期的夜光藻配子母細胞
在家也能“追淚”?
每年海邊爆發的藍眼淚奇觀,吸引了眾多游客不遠萬里前去“追淚”,已然成為重要的旅游資源,那么藍眼淚能否帶回家看呢?
當然可以,在夜光藻赤潮暴發期間,水體中夜光藻細胞密度很高,在海邊取一瓶海水,就能把數以萬計的夜光藻細胞帶回家。已有研究表明,扁藻是夜光藻的優質餌料,相比其他藻類餌料,以扁藻作為食物來源能夠使夜光藻保持較高的種群增長率。我們可以在網絡上購買扁藻,定期往富含夜光藻的海水中補充適量扁藻,就能就能實現在家里養夜光藻,看藍眼淚。在黑暗的房間里,當你晃動瓶身,就彷佛手握著一篇夢幻的藍色星河。
作者姓名:林夕、張景軒
圖片來源:沈旭、林夕
作者單位:廈門大學碳中和創新研究中心
| 版權聲明: 1.依據《服務條款》,本網頁發布的原創作品,版權歸發布者(即注冊用戶)所有;本網頁發布的轉載作品,由發布者按照互聯網精神進行分享,遵守相關法律法規,無商業獲利行為,無版權糾紛。 2.本網頁是第三方信息存儲空間,阿酷公司是網絡服務提供者,服務對象為注冊用戶。該項服務免費,阿酷公司不向注冊用戶收取任何費用。 名稱:阿酷(北京)科技發展有限公司 聯系人:李女士,QQ468780427 網絡地址:www.arkoo.com 3.本網頁參與各方的所有行為,完全遵守《信息網絡傳播權保護條例》。如有侵權行為,請權利人通知阿酷公司,阿酷公司將根據本條例第二十二條規定刪除侵權作品。 |
m.quanpro.cn