四分之三的深海動物自帶光源

自從1930年代探險家William Beebe在金屬球中下潛到海洋深處之後，海洋生物學家們就為海洋中發光動物的數量和多樣性而深深震驚。然而很少有研究真正地記錄在不同深度發光動物的數量。在科學報道雜誌的一項新研究中，蒙特利海灣研究所(MBARI)的研究者Séverine Martini和Steve Haddock顯示在蒙特利灣4千米以上的水域中，四分之三的動物能自己產生光。

上圖上半部為管水母被遙控設備照亮，下半部分為管水母在實驗室中發光，蒙特利灣99.7%的管水母都發光

你可能認為統計海洋中的(生物性)發光生物的數量很容易，只需要看看不同深度的錄像或者照片就行了。但不幸的是，沒有幾種相機敏感到能顯示諸多海洋生物發出的蒼白的光芒。300米以下海洋基本上就是漆黑一片了，所以動物們不需要發出特別明亮的光芒。並且大部分動物不需要一直發光，這樣很消耗能量，並且也會招來捕食者。

由於計算深海發光動物數量中的種種困難，先前大部分對發光動物的比例估計都是基於研究者從潛水器窗口往外進行的定性觀察。Martini和Haddock的研究是首個對不同深度發光動物個體的數量和類型進行的定量分析。

研究者利用遠程遙控設備對蒙特利灣及其附近海域進行了240次水下勘察，編製了視頻中出現的大於1厘米的動物資料。他們總共計數了超過35萬動物個體，蒙特利灣視頻技術人員基於視頻標註和參考系統(VARS)大型資料庫對每個個體都進行了鑒定。VARS資料庫包含五百多萬的深海動物觀測，已經被360多篇研究論文用來作為數據來源。

研究的主要作者Martini將240次遙控設備潛水錄像中的動物列表與已知的生物性發光動物列表進行了比較。該列表是基於對先前的研究論文調研以及Haddock和其他人的第一手資料得到的。最齊全的海洋生物性發光動物信息來源還是30年前發表的論文，從此可以看出該領域的研究多麼匱乏。

Martini將觀察到的動物分為五類：

肯定是生物性發光；
很可能是生物性發光；
不太可能是生物性發光；
絕對不是生物性發光；
未定義(信息不足以確定是否是生物性發光)。

由於科學家對深海動物所知甚少，2000米以下20%~40%的動物被歸類為「未定義」。

上圖為蒙特利灣不同深度的海洋動物的發光比例。雖然其中在較深的海中未定義的動物更多，不同深度中發光與不發光動物的比例大致相同

基於該數據，Martini和Haddock驚訝地發現從海平面一直到海面下4000米，發光動物與不發光動物的比例極其相近。雖然發光動物的總數隨著深度增加減少(先前已有此發現)，那也是由於本來深海中生存的動物就少。

雖然發光動物與不發光動物之間的比例在各個深度相近，研究者發現不同深度的主要光源則是不同種類的動物。例如，從海平面到海下1500米，大部分發光動物都是水母或者櫛水母。從1500米到2250米，蠕蟲則是最多的發光生物。在此之下，被稱為幼形海鞘的小型蝌蚪一樣的動物則大約佔發光動物的一半。

該分析還顯示某些動物群體相比其他的更有可能發光。例如，視頻中97%到99.7%的刺胞動物(水母和管水母)都能自己發光。相比之下，只有大約一半的魚類和頭足綱動物(魷魚和章魚)能生物性發光。

圖中上半部分為遙控設備照亮的深海蠕蟲，下半部分為實驗室中蠕蟲的自發光。這種蠕蟲是為數不多的發出黃色光芒的深海動物之一。

發光與不發光動物的比例在不同深度基本相同這一發現表明科學家可以通過測量各個深度的光量估計動物總量。但不幸的是，研究者至今沒有找到哪種設備能可靠地測量某個深度所有動物發出的生物光的總量。但Martini正研究可能能實現該任務的儀器，並計劃在未來發表相關成果。

Martini對她的研究重要性進行了評價：「我不確定人們認為生物性發光的普遍性如何。生物性發光的動物不僅僅局限於少部分深海魚類，比如安康魚。還包括了水母，蠕蟲，魷魚以及各種各樣的動物。鑒於深海是地球上空間最大的棲息地，生物發光可以說是地球上的主要生物特性。」

[CliffBao via phys]

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