本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
直到幾年前,還沒有人知道世界上許多魚類都隱藏著一個 электрический 秘密:像一些礦物和珊瑚一樣,它們會發出熒光。
作者:Sparks, J. S.; Schelly, R. C.; Smith, W. L.; Davis, M. P.; Tchernov, D.; Pieribone, V. A.; Gruber, D. F. - Sparks, J. S.; Schelly, R. C.; Smith, W. L.; Davis, M. P.; Tchernov, D.; Pieribone, V. A.; Gruber, D. F. (2014)。“魚類生物熒光的隱秘世界:一個系統發育上廣泛存在且表型可變的現象”。公共科學圖書館·綜合 9: e83259。 DOI:10.1371/journal.pone.0083259., CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30540872
也就是說,當被一種顏色的光照射時,它們的身體會發出另一種顏色。實際上,它們將深海的藍光轉換成通常在深海無法獲得的顏色——也許是紅色,也許是綠色。與使用生物發光的生物不同,生物熒光是被動的,可以像太陽能集熱陣列一樣免費重複進行。它們為什麼會發出熒光完全是另一個問題。
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由於水會過濾掉大部分顏色的光,從紅色開始,並逐漸向更短的波長(橙色、黃色、綠色等)移動,因此深海在很大程度上是藍色的。具有熒光能力的魚類似乎是為了與同類交流,它們的眼睛已經適應了看到它們的熒光。與此同時,對於那些視覺系統專注於深海藍色,並且看不到其他顏色的捕食者來說,它們仍然是隱形的。高度偽裝的魚類似乎尤其利用了這種系統,因為如果沒有某種方式讓它們被它們唯一關心廣告的群體——潛在的約會物件——注意到,它們將很難被同類看到。
一些美國和以色列科學家最近想知道這是否也適用於貓鯊,貓鯊具有高度隱蔽的顏色,並且恰好發出明亮的綠色熒光。除了發出熒光外,貓鯊的皮膚圖案因性別而異。
這些鯊魚具有單色視覺——實際上,它們看到的有點像黑白——但科學家們發現,它們的單一視覺色素與深海水中最常見的 465 奈米藍色波長相比,略微偏綠。研究的兩個物種的色素在 480 奈米左右最敏感。兩種鯊魚皮膚的熒光都在 525-550 奈米左右。雖然它們的色素沒有針對看到它們皮膚的熒光進行最佳化,但它們完全有能力看到它。色素的敏感性可能代表了在能夠看到它們的同類和能夠看到深海中的其他一切之間的一種折衷。
腫脹鯊 (Cephaloscyllium ventriosum) “在其位於斯克裡普斯峽谷(聖地亞哥)的自然環境中,在 (a) 白光 (b) 自然光 (c) 下,當用 450/70 奈米平行光照明激發並用 514 奈米長通發射濾光片成像時。”圖 6 來自 Gruber 等人,2016 年。
科學家們還發現,根據目前已知的,熒光能力似乎在軟骨魚類(如鯊魚和鰩魚)中至少進化了三次(總共在五個物種中存在)。由於一般的海洋生物被嚴重低估和取樣不足,因此似乎很可能還會發現其他例子。儘管如此,三次還是比硬骨魚類進化出這種能力的次數少得多。無論造成這種差異的原因是什麼,硬骨魚類似乎出於同樣的原因使用熒光。它最常見於偽裝的、隱居的珊瑚礁魚類,它們在環境光下很難看到。這是一個巧妙的系統,可以在不被捕食者聽到的情況下說“嘿,水手”。
參考文獻
Gruber, David F., Ellis R. Loew, Dimitri D. Deheyn, Derya Akkaynak, Jean P. Gaffney, W. Leo Smith, Matthew P. Davis, Jennifer H. Stern, Vincent A. Pieribone, 和 John S. Sparks。“貓鯊(Scyliorhinidae)的生物熒光:基本描述和對板鰓亞綱視覺生態學的意義。”科學報告 6 (2016)。
Sparks, John S., Robert C. Schelly, W. Leo Smith, Matthew P. Davis, Dan Tchernov, Vincent A. Pieribone, 和 David F. Gruber。“魚類生物熒光的隱秘世界:一個系統發育上廣泛存在且表型可變的現象。”公共科學圖書館·綜合 9, no. 1 (2014): e83259。