牡蛎无法入睡——而你的灯光可能是罪魁祸首

即使是比满月暗的人工光线,也能扰乱牡蛎的昼夜节律。
即使是比满月暗的人工光线,也能扰乱牡蛎的昼夜节律。DepositPhotos

本文最初刊登于 Hakai Magazine,这是一个关于沿海生态系统科学与社会的在线出版物。阅读更多此类故事,请访问 hakaimagazine.com

在法国西南部一间安静的海洋实验室里,几十只太平洋牡蛎静静地待在大玻璃水箱中,过着它们平静的牡蛎生活。每天早上,灯光会缓慢亮起,小心地模仿日出,但到了晚上,房间却从未完全黑暗。昏暗的光芒模拟了日益困扰许多海洋物种——即使在自然栖息地中——的光污染。

该实验的最近发表的结果发现,夜间的人工光线会扰乱牡蛎的行为,并改变维持动物内部时钟运转的重要基因的活动。

巴黎法国国家科学研究中心海洋科学家、该研究的作者之一达米安·特朗 (Damien Tran) 对即使是他们测试的最低水平的夜间光照——“比满月的强度还低”,他说——足以扰乱牡蛎的昼夜节律感到惊讶。

特朗说,考虑到牡蛎没有眼睛,这一点尤为值得注意。

牡蛎如何“看见”还有些神秘。虽然像扇贝这样的近亲双壳类动物拥有眼状器官,但牡蛎可能依靠皮肤上的特化细胞斑块来探测光线,尽管科学家们尚未确定这些细胞或它们的工作原理。

在最近的研究中,特朗和他的同事们将四箱牡蛎放在不同的房间里,让它们在夜间暴露在不同强度的人工光线下。研究人员将牡蛎的反应与在经历完全夜间黑暗的对照水箱中的动物的反应进行了比较。

特朗的同事兼合著者、海洋科学家劳拉·佩顿 (Laura Payton) 解释说,壳的运动是唯一可以观察到的牡蛎行为。研究小组给每个水箱中的一半牡蛎装上电极,以确定动物何时打开壳——牡蛎在进食、呼吸和繁殖时会这样做。在对照水箱中,牡蛎在白天最活跃,但在灯熄灭时开始关闭。

然而,夜间暴露于人工光线导致其他四个水箱中的牡蛎在不适当的时间保持张开状态,活动高峰出现在傍晚。虽然牡蛎有某些基因通常在白天“开启”,而在夜间开启,但夜间光照消除了这种差异。例如,在哺乳动物中帮助产生褪黑激素的基因的牡蛎等效基因通常在夜间更活跃,但研究人员观察到该基因在白天仍然高度活跃,从而掩盖了自然的昼夜节律。

用人类的话来说,这叫做失眠。佩顿解释说,在牡蛎身上,这种反应可能会对它们的健康产生负面影响,可能使动物在长期内更容易受到疾病的侵害。尽管如此,她承认,许多具体后果仍有待研究。

如果牡蛎种群受到影响,那么全球许多地区的生态和经济也将受到影响,因为牡蛎过滤水,保护海岸线免受风暴侵袭,并且作为一种商业化养殖物种,为社区提供食物和就业机会。

澳大利亚墨尔本大学海洋生态学家艾米莉·福伯特 (Emily Fobert) 未参与这项研究,她认为研究结果令人信服。但她批评研究人员选择让每个光照强度的牡蛎只暴露在一个水箱中。她说,这意味着研究结果可能由水箱中的其他因素引起,而不是仅仅由光线引起。福伯特不怀疑牡蛎行为和基因表达的变化是由于人工光照造成的,但她认为,每个光照强度有多个水箱会让研究更加严谨。

然而,夜间的人工光照对许多海洋物种来说是一个日益增长的担忧。佩顿说,尤其是牡蛎,它们无法逃离受干扰的环境,因此需要我们的帮助。

福伯特说,从技术上讲,改善受光污染影响的海洋物种的健康和福祉完全在我们能力范围内。“我们有巨大的机会做得更好。”

本文首次发表于 Hakai Magazine,经许可在此转载。

 

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