我们终于知道闪光鱼为什么要发光

视频:闪光鱼在海里游动时会发出幽幽的蓝光。这亮光是它们眼睛下方器官里寄居的细菌发出的生物荧光。
 
撰文:BRIAN CLARK HOWARD
 
  2013年,国家地理探险家David Gruber在南太平洋一处无人居住的火山岛附近潜水时,同伴Brennan Phillips兴奋地向他游过来,打手势告诉他:关掉头灯,跟上我。
 
  Gruber跟着同伴穿过了素以危险咸水鳄鱼著称的姆博罗库阿岛(Mborokua Island,又名玛丽岛)周围的黑暗水域,来到了一个像洞穴一样的小海湾。眼前的情景令他们目瞪口呆。
 
  Gruber,这位纽约大学及美国自然历史博物馆的生物学家回忆说:“那真的像是电影《阿凡达》里的场景。”
 
我们终于知道闪光鱼为什么要发光

  起码有几百条小闪光鱼,发着幽幽蓝光,从水下的洞穴中出现。Phillips说,它们在礁石上方涌动,“仿佛一条发光的毯子。”它们的亮度很高,足以照亮下方珊瑚的形状。鱼群上下波动,宛如流动的河流,最后极速下降,消失在了深处。
 
  Phillips,罗德岛大学的海洋工程学副教授说:“尽管我在水下待过很久,见过很多,但那是我在水下见到过的最酷的东西。”
 
  后来,他们通过检索科研文献发现,这是人们见过的最大的闪光鱼群。然而,他们的摄像机的敏感度不够,未能在黑暗环境中记录下鱼群。
 
  于是,2016年,一支新的科考队再次回到此地。科学家们与几位国家地理工程师、鱼类专家和其他人员一起,携带了更加复杂的摄像设备,得以更好地观察这一现象。而事实比他们想象的更加令人震惊,因为那是一种全新的动物行为。
 
  他们观察到,闪光鱼用它们的光亮来协调它们的聚集,即便是亮度低到它们无法看见彼此也能如此。这一发现是破天荒的第一次。Gruber称,据认为,视觉是鱼类协调鱼群聚集的主要方式,而聚集起来需要光线,因此,极少有人观测到夜里或者深海处的鱼群聚集现象。所以,这次发现有助于人们理解神秘深海地带的鱼类的行为。
 
  8月14日,期刊《PLOS ONE》发表了这项关于生物发光促进闪光鱼夜间聚集的发现。
 
鱼群聚集
 
  这种闪光鱼的学名是灯颊鲷(Anomalops katoptron),身长相当于人的食指,生活在太平洋中西部。它们的闪光来自于眼部下方特殊器官里寄居的细菌。这些细菌为了使寄主“开心”,还会通过一个血管系统为寄主提供额外的氧气。闪光鱼长有一层黑色皮肤,能够用来遮住亮光,因此可以自如地“开关”亮光。它甚至还有一层黑线,能阻止光线致盲自己,有点像足球运动员脸颊上涂的黑色油彩。
 
  关于这种鱼的研究极少,一大部分原因在于它们又小又难以发现。此前有人认为,闪光鱼会像使用手电筒一样,运用发光能力去寻找猎物。人们还知道,它们会利用这种能力去分散捕食者的注意力,而这种行为被称作“眨眼就跑(blink and run)”。
 
  不过,使用生物发光来协调鱼群聚集还是很新奇。

  鱼群聚集(Schooling)有几个好处,比如,能降低被捕猎的风险,即“鱼多力量大”战术;因为减少水的阻力而能更好地移动;还能提高找到更多食物的概率。然而,Gruber称,通常情况下,仅在有足够光线看见彼此的情况下,鱼群才能聚集得起来。这意味着,夜晚大部分时间,除非有相对较亮的月亮,鱼群都无法聚集,必须躲起来,或者低效地围聚(Shoaling)起来。而低效围聚,通常意味着鱼群聚得很紧,但却并非朝着同一方向,运动方式也更为随意。
 
  Gruber、Phillips及其团队用高灵敏度相机观测野生鱼群,并在捕捞后进行试验,证明闪光鱼能够用其自然发光来看清彼此,从而在黑暗无月的夜晚聚成鱼群。他们使用了水肺潜水设备、一艘能乘坐3人的潜水艇以及能遥控的载具监测闪光鱼,同时还用到了一台由金属氧化物半导体(sCMOS)相机专门改造后的高速、高分辨率相机。
 
  俄克拉荷马水族馆的教育与研究部主任、生物学家Ann Money评论说:“这一发现很有意思。体型较小的鱼很少在夜间捕食,因为大型捕食者会在那时出现。这就出现了一个问题:把荧光作为鱼群聚集手段所带来的好处,与吸引猎物所带来的坏处之间,究竟孰轻孰重?毕竟,当一大群闪光鱼聚在一起,看上去就像是一盏指路明灯。”
 
骗子鱼?
 
  Gruber称,还需要进行更多研究才能更好地理解在这一群体行为中,单个闪光鱼如何调节其发光。这篇新论文称,即便只有少数闪光鱼发出亮光,它们也能在夜间聚成群。但还不清楚谁来决定发光,以及何时发光。它们是否轮流发光来分散吸引猎物的风险呢?
 
  Gruber说:“这就提出了一个关于‘骗子鱼’的问题。骗子鱼会决定不发出亮光,降低被捕猎的风险。我们认为它们并没有这么做,但我们也不清楚。”

  Gruber称,除了这一物种,该研究还提出来在深海动物当中,通过生物荧光来聚集成群可能较为普遍。深海动物难以研究,人们对其知之甚少,不过,已有科学家指出许多深海动物似乎能利用某种生物荧光在黑暗的地方导航。
 
  Money说道:“我们很熟悉陆地生物及其利用生物荧光进行交流的行为。”比如,萤火虫。我们知道,不同物种的萤火虫的发光模式不同,发光时间不同,部分目的是为了吸引配偶。某些物种甚至会欺骗其它萤火虫,吸引雄性萤火虫到来,然后把它们吃掉。
 
  “我很好奇不同的闪光鱼物种之间,或者闪光鱼与其它动物之间有没有交流。”Money说道。
 
  Gruber称,有朝一日,工程人员可以给闪光鱼的行为建立模型,并训练机器人基于闪光聚集在一起。比如,一群会游泳的机器人可以监测污染或研究其它鱼类。
 
  令这些问题更加扑朔迷离的是,当Gruber和Phillips今年夏天再次返回Mborokua岛的时候,闪光鱼竟然踪迹全无。Phillips感叹道:“太诡异了!”那里的珊瑚礁有些白化,珊瑚相继死去,而且最近的一场风暴还破坏了一些珊瑚。目前还不清楚珊瑚是不是因此离去还是迁徙到了其它地方。
 
  Gruber说:“深海里可能有数十亿条鱼儿聚集在一起。想想还是有些兴奋。”
 
(译者:mikegao)
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