活色生光
撰文：奥利维亚·贾德森 Olivia Judson
摄影：戴维 ·利施瓦格尔 David Liittschwager
翻译：刘珺
美国田纳西州的夏夜，萤虫闪烁，流光飞舞，以华美的灯光秀召唤未来伴侣。萤火虫 Photinus carolinus and Phausis reticulata
超过90种真菌会在黑暗中发光，包括图中这些来自巴西的“椰花”蘑菇。它们的光芒可能会招引昆虫，助其传播孢子。荧光蘑菇 NEONOTHOPANUS GARDNERI
萤火鱿发出的光使它们的身影在玻璃缸中显现，但在海洋中却可形成隐身斗篷般的效果，使其与海面上射下的光线融为一体。萤火鱿 WATASENIA SCINTILLANS
晚上10点，我站在美国蒙特雷湾海洋生物研究所的科考船“西岸飞侠号”的暗室里。房间狭小，我们好几个人挤在里面。灯关 了，空气热而憋闷，再加上身处距离加利福尼亚海岸80公里的海面上，地板不断摇晃，我有点晕船，但毫不介意。桌子上的小皿里是一只刚刚捕获的海洋动物，名叫“栉水母”。它约有5厘米长，犹如凝胶制成的透明铃铛，一串串栉板排列于体侧。被触碰时，它会喷吐光芒。
注意看。研究发光生物的世界级专家史蒂文·哈多克就要用玻璃棒触动栉水母了。我们都身体前倾，挤成一团观看。瞧：有那么一小会儿，栉水母幽灵般的形像显现在皿中。旋动的蓝光逐渐消散，仿佛水母本身也溶化了似的。
太绚丽了。空灵飘渺，又透着几分幽秘。要知道，这种稀奇水母的栖息地在海下极深的地方，很少有人类见识过它们的真身，更别说它的幽光了。
制造光线的能力被称为生物荧光现象，在自然界既普通又神奇。神奇，是因为它深具闪烁醉人之美；普通，是因为很多种生物都有这个能力。在陆上，最为人熟知的莫过于萤火虫，它们在和暖的夏夜发光吸引异性。还有其他会发光的“旱鸭子”，包括多种蓝光虫、多足虫、蘑菇（对，那不是你的幻觉）以及一种蜗牛。
但真正盛大的灯光秀在海中上演。这里能发光的物种出奇地多。例如微小的介形类甲壳动物，形如长了腿的芝麻，会发出闪光吸引异性，如同海中的萤火虫；再如涡鞭藻，细如微尘，因两条鞭毛以及游动时的旋转状态得名。只要它们周围的水发生动荡，涡鞭藻就会发光。当你在漆黑的夜里游泳或乘船，会时而看到的火花或光迹多半是它们所为。
这种皇冠水母居住在海洋深处的永恒黑暗中。未受打扰时，它的伞盖是透明的。
一旦被其他生物触碰，就会发出荧光。
此外还有发光的鱼虾、乌贼、水母、之前提到的栉水母、好几种蠕虫以及海参。有发光的管水母——瘆人的体如长索的掠食者，生有漫长、如帘幕般垂下的带刺触须。有荧光放射虫——通常在自身分泌而成的精致玻璃质骨架上群集生活的变形虫类。更不用提发光细菌了。实际上，在已知能自造光源的生物类群中，有五分之四以上生活在海洋里。
那么，海洋到底有何特别之处？这就是我登上“西岸飞侠号”要探寻的答案。
海洋是地球上最为广大的生物栖息地，覆盖超过十分之七的地表，平均深度约为3600米。由于它对人类来说有着异于寻常、不宜逗留的特质，受到的探索也相对较少，尤其是那些既没有丰富渔产或珊瑚礁，也缺乏深海热液喷口这类时髦科研热点的大片水域。
正是这些陌生的广阔海域吸引着科考队长哈多克。“我想到无人涉足的领域考察。”他对我说。他与同事在此前的科考之旅中曾首次发现并描述许多发光物种，其中最著名的有“绿色轰炸机”——游弋于深海的蠕虫，在遭受攻击时会抛
出一发发耀眼的绿光“炸弹”。
为了探索更深的领域，哈多克与同事们动用了一架遥控深潜器，它能捕捉游动较慢的生物，带回活体样本。深潜器具有结实的金属框架，上面布满摄像机、探照灯、传感器和电缆，配备一双机械手臂，携带一组两端都有盖的透明塑料桶，以及一把平平无奇的锅铲。锅铲？
“这个是干嘛的？”我指着它问。
“挖掘海床用的。”哈多克答道。
清晨7点，深潜器要下水了。头戴安全帽的队员们跑前跑后，作最后的检查。随后，一只巨大的机械手臂将深潜器从船上提起。它之前占据的那块甲板折叠打开，露出几米以下的一块方形海面。吊臂将探测器放入水中，过了片刻，它就消失在波涛之底。
作为生物栖息地而言，海洋具有以下几项特异之处。首先，大部分区域都无处藏身，这意味着能隐身的生物最吃香。第二是随着下潜，阳光逐渐消散。红光先被吸收，黄、绿光随后消失，只剩下蓝光。到200米深处，海洋成为一片永恒
的暮光领域。600米下，蓝色也褪去。也就是说，海洋的大部分都是漆黑一片，昼夜不分。所有这些因素使得光线成为独特的攻击武器——或者藏身帐幕。
我们来思考一下隐身的问题。在海洋表层，光线可以透过的区域，任何不能以某种方式掩饰水中行迹的生物，都处在被天敌发现的危险之中——尤其是那些游弋于下方水体、眼睛朝上看的捕食者。
为了体会这点，试想你在太平洋中潜水，你的上方，水天交接处呈现一片银光；你的下方，水色渐变为深蓝。其他任何方向都是一片沉郁的灰绿。海底，尽管你看不见，却是在思之令人眩晕的三千多米下。
等等——下面那个黑影是什么？有鲨鱼？突然之间，你意识到自己身处怎样的险境：由于身体在上方银色洋面的反衬下显出一大块深色剪影，你暴露在可能潜游在下的的任何一种饥饿动物的眼中。
许多物种解决这一问题的办法是彻底避免置身其中。白天它们远离光亮区，只在夜间才浮上来。还有很多生物的解决之道是进化为透明之身，如同幽灵。深潜时，你会注意到的第一件事就是几乎所有遇到的生命体，从水母到会游水的海蜗牛，都身如琉璃。还有一些鱼类采取其他光学手段，例如，沙丁鱼利用银色的肚皮来缭乱自己的身影。银色起到镜子的效果，使这些小鱼通过反射周围的水色来混迹其中。
另有一些生物，例如霞虾、某些鱼类及多种乌贼，会利用光线。怎么利用呢？它们点亮自己的腹部，使之与从水面照下来的光线亮度相同。动物用这种方式掩饰身影，如同披上了隐身斗篷。这件斗篷的能力可以随意开关，甚至自带变光旋钮。比如，北方霞虾可根据周围海水的亮度调整自身发光强度。假如头顶飘过一片云彩，暂时挡住阳光，虾身也会随之转暗。
但若目标是保持隐身的话，为何有那么多的物种，包括栉水母和涡鞭藻，都会在被触动或是附近海水扰动时发光？有这么几个原因。其一，突然亮起的光线可能会吓到捕食者，让猎物有机会逃脱。有种深海乌贼可以射出一大团亮光，并乘机窜向暗处。“绿色轰炸机”能够投出“闪光榴弹”，然后趁天敌分神之际消失在黑暗里。栉水母则在敌人向自己的发光残影发动冲击时，真身退得无影无踪。
其二，根据“敌人的对头就是朋友”这一法则，发射亮光可招来捕食者的天敌。这种“防盗警铃”效应可能对微小的生灵尤为重要，例如无法快速游动的涡鞭藻。对于这类极小的生命体来说，海水过于黏滞，无法迅速逃开（就好像人在糖浆中游走一样）。这类动物的主要自卫方式不是反击或逃亡，而是发光。
它们发出的闪光会招来那些在水中游荡守候的鱼类。当以涡鞭藻为食的小虾米般的生物搅动海水、导致猎物发光时，就更容易被鱼类发现和捕食。
当“遇扰发光”的生物大量群集时——有时它们的确如此——从它们中间通过就仿佛闯入了光的“雷区”。快速游动的鱼划出流星般的亮迹，过往船只留下熠熠生辉的尾波。任何不想被发现的生物都最好避免靠近这片水域。因此，即使在最深、最暗的海中，要想保持深藏不露也是个技术活。
事实上，大多数深海动物已进化成黑色或红色，这样当“防盗警铃”开启时，它们仍能隐藏身形。这类体色还能帮它们在深海猎手的“探照灯”下瞒天过海。尽管生物荧光大都是蓝色或绿色，有些捕食者，例如黑软颌鱼，却会使用大多数深海动物无法察觉的红色光线。
马陆在暗中发出荧光，警告老鼠和其他猎食者：我可不是好惹的。任何忽视警告者都会咬到满口毒汁。荧光马陆 Motyxia sequoiae
在长时间曝光的画面中，三只巴西叩头虫发出的生物荧光在尾部拖出绵长光迹。它们利用荧光吸引异性，也许还能吓退潜在的天敌。荧光叩头虫 Elateridae
光明之塔，死亡之塔。入夜，住在白蚁丘中的叩头虫幼虫纷纷点亮荧光，循光而至的虫豸会葬身在它们口中。Photo: Ary Bassous
（欲知完整故事，请阅读《华夏地理》2015年3月号）
原文链接：http://www.nationalgeographic.com.cn/magazine/2015/03/516.html
摄影：戴维 ·利施瓦格尔 David Liittschwager
翻译：刘珺
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美国田纳西州的夏夜，萤虫闪烁，流光飞舞，以华美的灯光秀召唤未来伴侣。萤火虫 Photinus carolinus and Phausis reticulata
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超过90种真菌会在黑暗中发光，包括图中这些来自巴西的“椰花”蘑菇。它们的光芒可能会招引昆虫，助其传播孢子。荧光蘑菇 NEONOTHOPANUS GARDNERI
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萤火鱿发出的光使它们的身影在玻璃缸中显现，但在海洋中却可形成隐身斗篷般的效果，使其与海面上射下的光线融为一体。萤火鱿 WATASENIA SCINTILLANS
晚上10点，我站在美国蒙特雷湾海洋生物研究所的科考船“西岸飞侠号”的暗室里。房间狭小，我们好几个人挤在里面。灯关 了，空气热而憋闷，再加上身处距离加利福尼亚海岸80公里的海面上，地板不断摇晃，我有点晕船，但毫不介意。桌子上的小皿里是一只刚刚捕获的海洋动物，名叫“栉水母”。它约有5厘米长，犹如凝胶制成的透明铃铛，一串串栉板排列于体侧。被触碰时，它会喷吐光芒。
注意看。研究发光生物的世界级专家史蒂文·哈多克就要用玻璃棒触动栉水母了。我们都身体前倾，挤成一团观看。瞧：有那么一小会儿，栉水母幽灵般的形像显现在皿中。旋动的蓝光逐渐消散，仿佛水母本身也溶化了似的。
太绚丽了。空灵飘渺，又透着几分幽秘。要知道，这种稀奇水母的栖息地在海下极深的地方，很少有人类见识过它们的真身，更别说它的幽光了。
制造光线的能力被称为生物荧光现象，在自然界既普通又神奇。神奇，是因为它深具闪烁醉人之美；普通，是因为很多种生物都有这个能力。在陆上，最为人熟知的莫过于萤火虫，它们在和暖的夏夜发光吸引异性。还有其他会发光的“旱鸭子”，包括多种蓝光虫、多足虫、蘑菇（对，那不是你的幻觉）以及一种蜗牛。
但真正盛大的灯光秀在海中上演。这里能发光的物种出奇地多。例如微小的介形类甲壳动物，形如长了腿的芝麻，会发出闪光吸引异性，如同海中的萤火虫；再如涡鞭藻，细如微尘，因两条鞭毛以及游动时的旋转状态得名。只要它们周围的水发生动荡，涡鞭藻就会发光。当你在漆黑的夜里游泳或乘船，会时而看到的火花或光迹多半是它们所为。
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这种皇冠水母居住在海洋深处的永恒黑暗中。未受打扰时，它的伞盖是透明的。
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一旦被其他生物触碰，就会发出荧光。
此外还有发光的鱼虾、乌贼、水母、之前提到的栉水母、好几种蠕虫以及海参。有发光的管水母——瘆人的体如长索的掠食者，生有漫长、如帘幕般垂下的带刺触须。有荧光放射虫——通常在自身分泌而成的精致玻璃质骨架上群集生活的变形虫类。更不用提发光细菌了。实际上，在已知能自造光源的生物类群中，有五分之四以上生活在海洋里。
那么，海洋到底有何特别之处？这就是我登上“西岸飞侠号”要探寻的答案。
海洋是地球上最为广大的生物栖息地，覆盖超过十分之七的地表，平均深度约为3600米。由于它对人类来说有着异于寻常、不宜逗留的特质，受到的探索也相对较少，尤其是那些既没有丰富渔产或珊瑚礁，也缺乏深海热液喷口这类时髦科研热点的大片水域。
正是这些陌生的广阔海域吸引着科考队长哈多克。“我想到无人涉足的领域考察。”他对我说。他与同事在此前的科考之旅中曾首次发现并描述许多发光物种，其中最著名的有“绿色轰炸机”——游弋于深海的蠕虫，在遭受攻击时会抛
出一发发耀眼的绿光“炸弹”。
为了探索更深的领域，哈多克与同事们动用了一架遥控深潜器，它能捕捉游动较慢的生物，带回活体样本。深潜器具有结实的金属框架，上面布满摄像机、探照灯、传感器和电缆，配备一双机械手臂，携带一组两端都有盖的透明塑料桶，以及一把平平无奇的锅铲。锅铲？
“这个是干嘛的？”我指着它问。
“挖掘海床用的。”哈多克答道。
清晨7点，深潜器要下水了。头戴安全帽的队员们跑前跑后，作最后的检查。随后，一只巨大的机械手臂将深潜器从船上提起。它之前占据的那块甲板折叠打开，露出几米以下的一块方形海面。吊臂将探测器放入水中，过了片刻，它就消失在波涛之底。
作为生物栖息地而言，海洋具有以下几项特异之处。首先，大部分区域都无处藏身，这意味着能隐身的生物最吃香。第二是随着下潜，阳光逐渐消散。红光先被吸收，黄、绿光随后消失，只剩下蓝光。到200米深处，海洋成为一片永恒
的暮光领域。600米下，蓝色也褪去。也就是说，海洋的大部分都是漆黑一片，昼夜不分。所有这些因素使得光线成为独特的攻击武器——或者藏身帐幕。
我们来思考一下隐身的问题。在海洋表层，光线可以透过的区域，任何不能以某种方式掩饰水中行迹的生物，都处在被天敌发现的危险之中——尤其是那些游弋于下方水体、眼睛朝上看的捕食者。
为了体会这点，试想你在太平洋中潜水，你的上方，水天交接处呈现一片银光；你的下方，水色渐变为深蓝。其他任何方向都是一片沉郁的灰绿。海底，尽管你看不见，却是在思之令人眩晕的三千多米下。
等等——下面那个黑影是什么？有鲨鱼？突然之间，你意识到自己身处怎样的险境：由于身体在上方银色洋面的反衬下显出一大块深色剪影，你暴露在可能潜游在下的的任何一种饥饿动物的眼中。
许多物种解决这一问题的办法是彻底避免置身其中。白天它们远离光亮区，只在夜间才浮上来。还有很多生物的解决之道是进化为透明之身，如同幽灵。深潜时，你会注意到的第一件事就是几乎所有遇到的生命体，从水母到会游水的海蜗牛，都身如琉璃。还有一些鱼类采取其他光学手段，例如，沙丁鱼利用银色的肚皮来缭乱自己的身影。银色起到镜子的效果，使这些小鱼通过反射周围的水色来混迹其中。
另有一些生物，例如霞虾、某些鱼类及多种乌贼，会利用光线。怎么利用呢？它们点亮自己的腹部，使之与从水面照下来的光线亮度相同。动物用这种方式掩饰身影，如同披上了隐身斗篷。这件斗篷的能力可以随意开关，甚至自带变光旋钮。比如，北方霞虾可根据周围海水的亮度调整自身发光强度。假如头顶飘过一片云彩，暂时挡住阳光，虾身也会随之转暗。
但若目标是保持隐身的话，为何有那么多的物种，包括栉水母和涡鞭藻，都会在被触动或是附近海水扰动时发光？有这么几个原因。其一，突然亮起的光线可能会吓到捕食者，让猎物有机会逃脱。有种深海乌贼可以射出一大团亮光，并乘机窜向暗处。“绿色轰炸机”能够投出“闪光榴弹”，然后趁天敌分神之际消失在黑暗里。栉水母则在敌人向自己的发光残影发动冲击时，真身退得无影无踪。
其二，根据“敌人的对头就是朋友”这一法则，发射亮光可招来捕食者的天敌。这种“防盗警铃”效应可能对微小的生灵尤为重要，例如无法快速游动的涡鞭藻。对于这类极小的生命体来说，海水过于黏滞，无法迅速逃开（就好像人在糖浆中游走一样）。这类动物的主要自卫方式不是反击或逃亡，而是发光。
它们发出的闪光会招来那些在水中游荡守候的鱼类。当以涡鞭藻为食的小虾米般的生物搅动海水、导致猎物发光时，就更容易被鱼类发现和捕食。
当“遇扰发光”的生物大量群集时——有时它们的确如此——从它们中间通过就仿佛闯入了光的“雷区”。快速游动的鱼划出流星般的亮迹，过往船只留下熠熠生辉的尾波。任何不想被发现的生物都最好避免靠近这片水域。因此，即使在最深、最暗的海中，要想保持深藏不露也是个技术活。
事实上，大多数深海动物已进化成黑色或红色，这样当“防盗警铃”开启时，它们仍能隐藏身形。这类体色还能帮它们在深海猎手的“探照灯”下瞒天过海。尽管生物荧光大都是蓝色或绿色，有些捕食者，例如黑软颌鱼，却会使用大多数深海动物无法察觉的红色光线。
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马陆在暗中发出荧光，警告老鼠和其他猎食者：我可不是好惹的。任何忽视警告者都会咬到满口毒汁。荧光马陆 Motyxia sequoiae
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在长时间曝光的画面中，三只巴西叩头虫发出的生物荧光在尾部拖出绵长光迹。它们利用荧光吸引异性，也许还能吓退潜在的天敌。荧光叩头虫 Elateridae
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光明之塔，死亡之塔。入夜，住在白蚁丘中的叩头虫幼虫纷纷点亮荧光，循光而至的虫豸会葬身在它们口中。Photo: Ary Bassous
（欲知完整故事，请阅读《华夏地理》2015年3月号）
原文链接：http://www.nationalgeographic.com.cn/magazine/2015/03/516.html
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