探秘生物熒光魚:眼睛自帶濾鏡隱秘交流

生物

導讀生物熒光動物會吸收藍光,然後再散發出其他不同的顏色,如圖片中亮綠色的網紋貓鯊(學名:Scyliorhinus retifer)珊瑚礁中充滿了各種色彩鮮艷的生物。一項新研究發現,即使是那些躲藏在角落和縫隙中、巧妙偽裝起來的小動物,也有出人意表的一面:關鍵是要知道怎麼去“看”它們。大約有180種魚類具有獨特的皮膚結構,使它們在藍光下能發出紅、綠和橙色的熒光。這一過程 ...


生物熒光動物會吸收藍光,然後再散發出其他不同的顏色,如圖片中亮綠色的網紋貓鯊(學名:Scyliorhinus retifer)
珊瑚礁中充滿了各種色彩鮮艷的生物。一項新研究發現,即使是那些躲藏在角落和縫隙中、巧妙偽裝起來的小動物,也有出人意表的一面:關鍵是要知道怎麼去“看”它們。大約有180種魚類具有獨特的皮膚結構,使它們在藍光下能發出紅、綠和橙色的熒光。這一過程被稱為“生物熒光”(biofluorescence)。
與生物發光(bioluminescence)——生物體通過化學反應自己發光,或利用細菌來發光的過程——不同,生物熒光是一個比較被動的過程,生物不能控制其開啟和關閉。熒光動物會吸收藍光,然後再散發出其他不同的顏色,如圖片中亮綠色的網紋貓鯊(學名:Scyliorhinus retifer)。不過,當沒有用黃色濾鏡來阻擋藍光時,我們就看不到這些熒光。科學家發現,一些生物熒光魚類的眼睛中確實具有類似綠-黃濾鏡的結構,或許就是用於觀察這些熒光。

三鰭鳚科魚類也會發出生物熒光
“我們十分驚訝,這種能力出現的情況真是太多了,”紐約市立大學的海洋分子生物學家大衛·格魯伯(David Gruber)說,“而且在那些隱秘的魚類中最為常見。”他們的研究結果發表在1月8日的《PLOS ONE》期刊上。
論文的另一位作者、美國自然歷史博物館的魚類館館長約翰·斯帕克斯(John Sparks)說,人們往往意識不到光線在這些環境中的重要性。浩瀚的大海中只有很好的一部分能接受到陽光照射,因此許多動物需要依賴其他產生光線的方法來進行互相交流。事實上,在許多硬骨魚類和鯊魚種類中都發現了熒光現像,“生物在以我們看不見的方式對光進行利用,”斯帕克斯寫道。對此,大衛·格魯伯說:“這是一個我們剛剛開始接觸的未知世界。”

短鰭眶鼻鰻(學名:Kaupichthys brachychirus)在平常的光線下並不引人注意,但是在藍光下,用黃色濾鏡拍攝時卻像一條發光的綠色條帶。
大衛·格魯伯和約翰·斯帕克斯對會發光的海洋生物並不陌生,他們之前的工作便包括在2012年3月到2013年1月,於美國自然歷史博物館進行的一場生物發光演示。他們對熒光魚類的興趣,來源於在水下拍攝熒光珊瑚圖片時,一條游到他們附近的綠色鰻魚。他們馬上開始觀察這些會發出熒光的魚類。
他們猜測,魚類的熒光可能是種內或種間的一種交流方式。“這些具有生物熒光的魚類通常都很隱秘,”斯帕克斯說道。對於那些能看到它的生物來說,“這些魚類必須特征夠鮮明才行。”不同的熒光圖案和顏色是秘密交流的絕好方式,因為只有那些眼睛具有黃色濾鏡結構的魚類才能看到這些顏色。舉個例子,短鰭眶鼻鰻(學名:Kaupichthys brachychirus)在平常的光線下並不引人注意,但是在藍光下,用黃色濾鏡拍攝時卻像一條發光的綠色條帶。

一些鮋科魚類會發出紅色熒光。
來自佛羅裡達州皮爾斯堡海洋研究與保護協會的科學家伊迪斯·威德(Edith Widder)稱,以往的許多論文中都提到了魚類會發出熒光,其中有的還提到了紅色熒光,如一些鮋科魚類。對於格魯伯等人的研究,她認為“體現了生物熒光是一種具有適應價值的現像”,使魚類可以在不暴露自身的情況下,與其他個體進行交流。
當然,生物熒光並非魚類的專利。發出熒光的魚類還可以隱藏在同樣能發出熒光的珊瑚或藻類中。德國圖賓根大學的海洋生物學家尼科·米希爾斯(Nico Michiels)也在研究魚類的生物熒光,不過他更關注那些發出紅色熒光的種類。對於格魯伯等人的研究結果,米希爾斯感到十分興奮,並希望了解這些魚所發出的熒光的強度。研究者們還需要進行更多的研究,才能了解魚類熒光圖案所具有的功能。

除了魚類,珊瑚和一些藻類也會發出熒光

一些動物會發出不止一種顏色的熒光,如灰海馬(學名:Hippocampus erectus)身體的大部分會發出紅色熒光,但在眼睛周圍會發出綠色熒光。

這種比目魚的背面主要發出紅色的熒光(圖中所示),但其腹面則會發出綠色熒光。

這種鯛科魚類的身體側面具有亮黃色的條紋,但是從上往下看,這些條紋就變成了綠色。

從上往下看,這種鯛科魚類的側面條紋從黃色變成了綠色。
現在訂閱《華夏地理》iPad/iPhone版交互雜志僅需98元/年

精選文章: 生物

評論