[圖文]美國大沼澤地海灘奇特生物發光現象 | 陽光歷史

 

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[圖文]美國大沼澤地海灘奇特生物發光現象

2016年02月02日 神奇地球-短篇 暫無評論 閱讀 293 次

生物發光是一種非常奇特的現象,在世界各地的海洋都能見到。海洋內的絕大多數生物發光現象由浮遊植物雙鞭毛藻導致。根據美國哈佛大學海洋生物學家伍德蘭德-哈斯廷斯進行的研究,雙鞭毛藻細胞膜內存在一條特殊通道,負責對電信號做出反應,為雙鞭毛藻發出獨特的光提供了一個潛在機制。

  一幅未標注日期的照片,在馬爾地夫瓦度島拍攝,海水好似一面鏡子,映射著夜空中的星光。實際上,這是一種生物發光現象,由微小的海洋生物浮遊植物所致。現在,科學家已經發現浮遊植物如何發出絢麗藍色的秘密。

  海洋生物學家和研究生物發光現象的專家、美國哈佛大學的伍德蘭德-哈斯廷斯表示,很多浮遊植物都能發出生物光,在世界各地的海洋,我們都能看到它們的身影。哈斯廷斯說:「我的足跡遍佈大西洋和太平洋,幾乎每天晚上都能發現生物發光現象。」

  海洋內的絕大多數生物發光現象由浮遊植物雙鞭毛藻導致。研究中,哈斯廷斯和其他科學家首次在雙鞭毛藻細胞膜內發現一條特殊通道,負責對電信號做出反應,為雙鞭毛藻發出獨特的光提供了一個潛在機制。




2011年9月,美國加利福尼亞州盧卡帝亞海岸,生物發光浮遊植物點亮了起伏的海浪。此時,一場赤潮正處在進行時。赤潮在白天時通常呈鐵銹色,由大規模海藻爆發導致,世界各地的海洋都會出現這種現象。一些赤潮——例如照片中呈現的赤潮——因含有生物發光浮遊植物,發出絢爛的光芒。

  在2011年進行的一項研究中,研究人員發現雙鞭毛藻細胞內存在只允許質子(帶正電的粒子)通過的通道。研究論文刊登在2011年10月期《美國國家科學院院刊》上。論文合著者、芝加哥拉什大學電生理學家托馬斯-德考塞表示:「新發現的通道擁有引起生物發光所需要的特性。如果用人類、老鼠或者蝸牛的對應細胞通道取代這些通道,雙鞭毛藻便無法發光。」

  研究人員認為,當雙鞭毛藻在海面上浮動時,周圍海水的流動向這種微生物體內一個充滿質子的區域周圍發射電脈衝。電脈衝打開了對電壓敏感的質子通道,觸發一系列化學反應,最後激活一種名為「螢光素酶」的蛋白,導致雙鞭毛藻發出藍光。


美國佛羅里達州大沼澤地的海灘,因大量微小的發光浮遊植物被衝上岸發出柔和的藍光。湖水中也存在類似的浮遊植物,但不會發光。哈斯廷斯說:「生物發光是一種非常奇特的現象,淡水中的浮遊植物為何沒有進化出這種能力仍舊是一個謎。」




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