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深海生物

图片©2002 MBARI/NOAA

在海面下一千英尺的地方,史蒂夫·阿道克通过潜艇的舷窗窥视着浮游生物。一条小虫,只有一英寸长,半透明的身体出现在视野中。起初,黑线鳕并没有把它当回事。他以前见过箭虫。

但这一次是不同的。当箭头蠕虫飞行时,它留下了一个闪闪发光的火花 - 深海烟花。

阿波克斯,一名研究生开始他的二十多年的生涯学习生物发光 - 痴迷于蠕虫。那时,没有人认为箭头蠕虫可以发光。他通过研究团队在拖网中收集的一切来排序,试图找到另一个难以捉摸的橙色蠕虫。

他说:“能够第一次看到一种生物发光是令人兴奋的,以前没有人见过,甚至没有人知道它是生物发光的。”

当他终于找到了一个箭头蠕虫并将它带到实验室时,他发现,就像水母一样,它使用化学来生产蓝色烟幕。

但他无法复制他在深海看到的愿景。在实验室中研究深海生物发光生物并不比较。

现在,在蒙特雷湾水族馆研究所(Mbari),哈迪克和工程师团队正在远程操作车辆(ROVS)将极高的分辨率相机置于捕获这些神秘的深海光明节目的视频。

深海生物

当令人不安的时,竹珊瑚isidella的殖民地在黑暗中发光。信用:©2020 mbari

深海生物

竹珊瑚Isidella tentaculum的群落在被远程操控的飞行器的强光照射下,并没有显示出任何生物发光的迹象。来源:©2007 MBARI

在深海的发光的奥秘

大约四分之三的海洋生物会发光。哈多克估计,在一百米外就能看到生物荧光,这使得它在深海黑暗、高压的环境中成为一种强大的通信形式。

“如果你想到在水中使用声音或化学线索或任何其他类型的感觉,它要么过于慢或过于局限于实际产生影响,但这允许一个微小的有机体与大得多的东西沟通,“ 他说。

研究人员了解到有机体可以使用生物发光,因为有很多原因:征用猎物,寻找伴侣或恐吓和吓唬敌人。但很多仍然是一个谜。

为了看到生物发光,科学家们往往依靠捕捉深海生物并在黑暗的实验室中拍摄它们。尽管试图在实验室里模仿他们的自然环境,但从海洋中删除了这些生物,将它们强调出来,并且嗯,他们失去了闪光。有些人甚至没有生存。研究人员称之为“坦克效应”。

深海生物

MBARI的研究人员能够捕捉到发出生物荧光波的海笔。信用:©2020 mbari

深海生物

Halipteris属的海笔通常成群地生长在泥泞的海底。来源:©2003 MBARI

佛罗里达州内部大学的海洋生物学家Danielle deleo表示,Mbari团队正在将我们的深海生物发光知识带到新的限制。

“我们仍然不完全了解深海生物发光的功能目的。我们知道,在某些系统中,它被用于信号和通信,但研究深海中的生物发光,尤其是实时的生物发光,是极其困难的。通过观察自然栖息地的发光生物,我们可以更好地了解深海中发光动物的范围。”她说。

在rov上安装4k摄像机

在Haddock打电话给“管道磁带工作”中,Mbari的团队将相机贴在他们的ROV上,并将其发送到深度,它不是设计用于承受的。它们连接了一个长的光纤电缆,以控制设置和焦点 - 在ROV先导和相机之间有4,000米的水柱。

深海生物

像许多深海珊瑚一样,这种竹珊瑚在lepidisis中,在受到干扰时发出了蓝光的波浪。信用:©2020 mbari

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在ROV潜水器的灯光照射下,鳞珊瑚属的竹珊瑚通常呈现出苍白的颜色。来源:©2014 MBARI

“令人惊讶的是,消费者市场驱动的东西 - (相机)显然并非用于生物发光或天文学。它只是为了更好的电影,”他说。“该技术正在受到其他因素的驱动。为了我们能够将其应用于深海生物学一直是一个真正的突破。”

相机和低光传感器的进步正在采取电影院(和智能手机)凹口。但他们也使研究人员能够实现观察深海动物凭借新的数字眼睛,进一步洞察神秘的深海生活和行为。

在超灵敏传感器最近取得进展之前,研究人员依靠聚光灯照射黑暗海洋中的生物。但是人造光会惊吓这些生物,干扰它们的自然行为,或者把它们吓跑。而分辨率较低的相机拍摄的图像则是颗粒状的,没有细节。

“他们正在记录和报告我们关于深海动物的知识,了解大海的动物有能力的生物化,以及如何展示这种行为,这有助于我们对其生态角色的理解,”Deleo说。

服用十字骨,一种与海星相关的海莉莉 - 当研究人员将它们带到表面时,它们实际上溶解。但是,当大块鳕和他的团队深处拍摄了大约3000米的时候,他们看到它释放了一块生物发光粒子 - 一个没有人见过的展示。

深海生物

弗斯特皮海葵可能会在干扰时通过释放发光的粘液来阻止捕食者。信用:©2020 mbari

对阿道克来说,他曾经拍摄过这些生物的灰色颗粒状照片,看到它们的全彩和细节就像有了新的眼睛。这些视频揭示了研究人员以前从未报道过的生物行为——一种随着光线起伏的海底动物,一种释放颜色漩涡的水母。

用新的眼睛看见

几年前,当MBARI团队首次将低光4k摄像机安装在ROV上时,阿道克又一次看到了他痴迷的东西——20年前他在潜艇上看到的微小箭虫及其耀眼的灯光秀。

他们的现代ROV大小相当于一辆大型运动型多用途车(suv),因此在不稳定的水域和漆黑的夜色中,ROV驾驶员需要一只稳定的手来定位ROV,并将摄像机对准这只小蠕虫。黑线鳕终于又一次看到了箭虫的灯光秀。

“我们实际上得到了这些令人惊奇的展示,蠕虫会翻转,并在它身后留下漩涡环光的痕迹。我们能够拍下我20年前在潜艇后面看到的一切,”他说。

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