原创马妞
海洋的礼物和警告
——“蓝色的眼泪”
作者/马丫头
厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室
海洋为什么发出蓝色荧光?梦幻般的荧光海为什么会在每年春末夏初如期到来?今天我们一起揭开这“蓝色眼泪”的面纱吧。
01.大海为什么会流下“蓝色的眼泪”
“蓝色眼泪”实际上是对海洋生物发光现象的诗意描述,实际上引起“蓝色眼泪”的是海洋中的浮游生物3354夜光藻和海萤石等的大量繁殖,也可以称为赤潮。
夜光藻是中国发生的“蓝色眼泪”现象的主要潮流之一。是冷水性鸟类,春末夏初4、5月繁殖高峰期较多,高温的夏天很少发生夜光藻的赤潮。夜光藻的赤潮爆发时,夜晚的海面上发出美丽的“蓝色荧光”,随着海浪的起伏,大海仿佛流下了清澈透明的蓝色眼泪。
当然是赤潮。晚上发出的荧光再漂亮,白天也不发光。
福建省平潭海域“蓝泪”荧光海岸
02.解读“蓝色眼泪”的发光原理
除夜光藻外,还有许多其他能形成“蓝色眼泪”的发光生物,例如希氏弯曲的名为木海萤火虫的浮游生物。原因不同的“蓝色眼泪”发光机制也略有不同。这里以夜光藻为例。
显微镜下的夜光藻细胞微胖,直径可达2毫米。细胞中心有一个小细胞核,细胞内部填充了很多大液泡,细胞质丝从细胞中心释放到细胞边缘,形成网络。除了极少数不发光的夜光藻外,夜光藻细胞中含有荧光素和荧光素酶的数以千计的颗粒,细胞质丝把这些颗粒像珠子一样缝在一起。当夜光藻受到海浪撞击或划船等强烈扰动时,荧光素酶会将荧光素与氧气反应,生成具有能量的氧荧光素,在释放能量的过程中产生淡蓝色。
海水中夜光藻密度高的时候,浅蓝色的光聚集在一起,就会形成肉眼可见的“蓝色眼泪”!
红色夜光藻的细胞质丝结构[引自福田康宏(Yasuhiro Fukuda)发表的论文],其中N指细胞核,cy指细胞质丝
03.你能把“蓝色眼泪”带回家吗?
看到美丽的“蓝色眼泪”,很多人会想把它们带回家仔细看。理论上,给他们布置一个舒适的“窝”,就能打开养殖模式。
以夜光藻为例,夜光藻分为益阳和混合营养两种营养方式。根据其颜色分为红色夜光藻和绿色夜光藻。红色夜光藻没有色素体,不能为完全异养型浮游生物直接进行光合作用,不能提供营养,必须吃其他浮游植物、细菌等才能获得营养,所以食物对红色夜光藻特别重要。这意味着,我们首先要调配适当温度的海水,添加营养盐,培养夜光藻喜欢吃的生物,才能成功喂养红色夜光藻宝宝。
绿色夜光藻体内有共生绿藻,使细胞呈绿色。食物不足时共生绿藻通过光合作用,绿色夜光藻可以紧急维持生命,但食物充足时吞食其他浮游生物是夜光藻获取营养的重要方法,因此供养夜光藻宝宝仍然是一件困难的事情。
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绿色夜光藻(上)与红色夜光藻(下) 【引用自古谷研(K.FUuruya)发表的论文】
04.是馈赠还是警告?
原本,“蓝眼泪”只是一种美丽的自然现象,是大自然馈赠的美景。但是,近年来,随着人类对自然环境的破坏逐渐加剧,“蓝眼泪”的出现也逐渐变了意味——赤潮的出现往往就意味着当地的海洋环境出现了一些异常变化,可能是海水富营养化,又或是风向和降雨条件的改变。
造成“蓝眼泪”的夜光藻虽然不会像其他有毒赤潮藻类那样释放毒素,可是密集的浮游生物不但减少了空气和海水的氧气交换,还会大量消耗水中的氧气,使得其他生物无法呼吸,所以,连续出现一两个月还没有消失的“蓝眼泪”会成为当地海域需氧生物的噩梦。
近年来,我们在福建海域捕捉到的赤潮有东海原甲藻、凯轮藻(属)、施氏藻(属)、膝沟藻(属)等。随着生态环境的复杂化,混合赤潮,即非单一物种造成的赤潮,也有增加的趋势,越来越复杂的赤潮也为科研工作者探究赤潮爆发机制带来一定难度,但科学家们仍在不懈努力,探索埋藏在小小海洋生物中的生态奥秘。
有毒赤潮造成养殖真鲷的大量死亡 (福建连江/袁华涛)
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