生物發光藻

2023-02-24     彩尋美食

原標題:生物發光藻

由某些類型的光合生物引起的明亮光芒有潛在的危險

台灣藍淚生物發光藻。

生物發光藻類是一組微小的海洋生物,可以在黑暗中產生空靈的光芒。雖然這種現象可能發生在任何地區或任何深度,但最令人驚嘆的情況發生在水面上,當藻類靠近海岸時,它們隨著海浪的運動或船隻的碰撞而閃閃發光。

海藻的發光實際上是一種自然防禦機制;當海藻的環境受到干擾時,就會出現閃光。被稱為鞭藻的單細胞藻類幾乎總是在這種面發光的背後。該物種因形成一些最廣泛的生物發光藻華而臭名昭著,這些藻華雖然美麗,但與有害的環境影響有關,可能具有危險的毒。

什麼是生物發光?

生物發光是生物體內化學反應產生的光。從細菌、水母到甲殼類動物和海星,在幾種海洋動物體內都發現了這種物質。根據國家海洋和大氣管理局的數據,生活在海平面以下656至3280英尺之間的動物中有80%是生物發光的。科學家們以前認為,光線鰭類魚類的生物發光進化了幾次,但現代對海洋生物的研究明,這種能力至少從1.5億年前開始,獨立地出現了27次。

馬爾地夫浮游生物的照明。

產生這種光能的化學反應與螢光素分子有關,螢光素分子與氧氣反應時從生物體體內產生光。雖然不同的動物有不同類型的螢光素,但一些物種也會產生一種稱為螢光素酶的催化劑,有助於加速化學反應。

生物發光通常是藍色的,但也可以是黃色、紫色或紅色。在深海中,生物發光被用作一種優勢,幫助生物尋找食物,協助繁殖,或者,就像生物發光藻類的情況一樣,作為一種防禦。生物發光也絕不是海洋生物的專利。螢火蟲可能是最廣為人知的利用生物發光來警告捕食者和吸引配偶的生物。

生物發光的原因

這種化學反應產生的生物發光顏色是螢光素分子特定排列的結果。鞭藻通過螢光素-螢光素酶反應產生藍光,這與植物中發現的葉綠素化學物質有關。當海藻懸浮在水中被推擠時,螢光素酶催化劑和氧氣之間就會發生化學反應。氧氣氧化螢光素分子,而螢光素酶加速反應,釋放多餘的能量作為光而不產生熱量。

光的強度、頻率、持續時間和顏色因物種而異。

南加州每隔幾年就會經歷一次「赤潮」,這是由扁扁藻(一種鞭藻)引起的。聖地亞哥周圍的水域在白天會變成鐵鏽色,但在晚上,任何類型的運動(無論是海浪的自然擠壓還是滑行的船隻)都會使藻類發出其標誌的生物發光。

聖地亞哥海岸線上的生物發光。

這種罕見的現象在世界各地都能找到。波多黎各的三個生物發光瀉湖也要感謝藻類,儘管法哈多的拉古納格蘭德的一個這樣的海灣已經開始變暗。一些以發光而聞名的地方根本不是藻類造成的,比如著名的富山灣。這裡的水是由一種叫做螢火蟲烏賊的磷光生物發出的,它們在夏季的幾個月里成群結隊地來到海灣繁殖。

生物發光藻對環境的影響

當像鞭藻這樣的生物發光藻類種類變得廣泛和頻繁時,有害的藻類大量繁殖就會發生。在鞭藻的17類毒素中,有兩種是由生物發光物種產生的,其中只有一種已被廣泛研究。大多數科學家都認為,生物發光和毒都起到了威懾食草動物的作用,幫助藻類抵禦捕食者。有趣的是,在一些物種中,同時存在生物發光和非生物發光菌株。

紐西蘭的紅潮。

足夠多的微小藻類可以在水面上「綻放」成大而密集的斑塊。有毒藻類在白天呈現紅棕色(因此被稱為「赤潮」),晚上則呈現亮藍色。當較大的魚類和濾食貝類食用高濃度的有毒生物發光藻類時,它們會將毒傳遞給海洋哺乳動物或人類。危險水平的有毒藻類會導致皮膚過敏、疾病甚至亡。

例如,在夏季,台灣的馬祖群島會產生大量被稱為「藍眼淚」的生物發光藻類。研究發現,中國東海的有毒藻類每天都在擴大。2019年,科學家將藍眼淚現象與有毒的海洋生物聯繫起來,因為藻類在進食時釋放氨和其他化學物質。破壞藻類在離岸300公里處被發現,這明藻華正在蔓延。

常見問題

你能觸摸到發光的藻類嗎?

生物發光藻類對人體健康有嚴重影響,不應接觸。不要在有藻華的水域游泳,不管它們有多漂亮。直接接觸可能導致皮膚感染甚至亡。狗也應該遠離這種有毒藻類。

生物螢光藻能持續多久?

根據佛羅里達衛生部的數據,有害的藻類大量繁殖(更廣為人知的簡稱為HAB)會持續三到五個月。

所有的藻華都有害嗎?

並非所有藻華都是有害的。事實上,許多物種(有數千種)對它們的生態系統是有益的。只有當它們產生毒素或吸收水中所有氧氣,導致水生動植物窒息時,它們才被認為是有害的。研究明,有害的藻華類型越來越普遍。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-sg/b1fdaaec0019c6c5a1d35379ce959257.html