有许多物种会在黑暗中发光,尤其是在水下。这些物种在基因上是多样化的,从磷虾到乌贼,从海螺到鲨鱼,这使得研究人员认为生物荧光是多次独立进化的。但它究竟扮演着什么角色,或者为什么生物荧光对生物体有利,仍然是一个谜。现在,为了更好地了解生物荧光如何影响两种小型深海鲨鱼的相互观察方式,一个研究团队创造了一种相机,让他们能够像鲨鱼一样看待世界,根据《科学报告》杂志今天发表的一项研究。
像鲨鱼或海龟这样的生物荧光动物不会自己发光;相反,它们皮肤上的特殊分子会吸收周围的光,然后以不同的波长反射回来,使其看起来略有不同。但这一切在水下看起来非常不同,尤其是在它们生活的水域深处,因为海洋是一个“巨大的蓝色滤光器”,巴鲁克学院的海洋生物学家、该论文的合著者之一大卫·格鲁伯(David Gruber)告诉《大西洋月刊》。
研究人员首先分析了鲨鱼的视网膜。他们发现鲨鱼有长长的视杆细胞,这使它们能够在弱光下视物,还有一个视锥细胞,所以它们可以看到蓝绿色色素。然后,研究人员创建了一个“鲨鱼之眼”相机,该相机使用滤光器来模拟鲨鱼看到的光线。
有了相机,研究人员潜入圣迭戈海岸外的斯克里普斯湾,观察猫鲨在自然栖息地中的发光情况。在正常光照条件下,研究人员几乎无法在峡谷壁上看到鲨鱼。但使用“鲨鱼之眼”相机后,鲨鱼的皮肤上覆盖着发光的绿色图案,这些图案因鲨鱼的物种和性别而异。发光在大约 125 英尺深处开始出现。研究人员推测,鲨鱼的生物荧光特性使它们在弱光下更容易发现彼此,这有助于它们寻找配偶,同时又能躲避那些在该深度视力可能不如它们的捕食者。
这就像在只有一个蓝光的迪斯科舞厅里,格鲁伯告诉《国家地理》——有些东西在蓝色光的照射下看起来更暗或更亮。“突然,有人穿着一件印有荧光图案油漆的衣服跳上舞池,这件油漆可以将蓝光转化为绿光。他们会显得格外醒目。这就是这些鲨鱼正在做的事情。”
这不是研究人员第一次使用可视化技术来模拟其他生物看待世界的方式。但这次可能揭示了生物荧光作用的重要性。基于生物荧光独立进化的次数,研究人员推测,关于它在动物行为和进化中的作用还有更多需要学习的地方。此外,很可能还有更多未被发现的生物荧光生物。