自然界中存在着一种奇妙的生物发光现象。当夜幕降临,在黑暗环境中可以看到这些生物发出的光芒,它们以不同形式展现,为世界增添了独特魅力。
能够发光的生物在自然界中并不罕见。以短尾乌贼为例,这种生活在太平洋海岸的头足类动物本身并不发光,而是通过体内共生的发光细菌实现这一功能。这些细菌发出的蓝绿色光帮助乌贼在月光照射的水域中隐藏身形,形成有效的防御机制。
水母是另一类具有发光能力的海洋生物。某些种类通过突然发出闪光来震慑捕食者,这种出其不意的发光行为能有效避免遭受攻击。
蝎子在紫外线照射下会显现出荧光现象。虽然目前科学界尚未完全阐明蝎子发光的原理,但这种特性确实使其显得格外神秘。
而萤火虫,这些夏夜的小精灵,靠着尾部发光器发出独特的闪光。它们在黑暗中飞舞,利用这光芒寻找配偶,繁衍后代。
在海洋的深处,珊瑚礁是一个生物发光的宝库。许多栖息在这里的生物依靠发光进行生存和繁衍。它们的光芒在黑暗中闪烁,构成了一幅美丽的海底星空。
想象一下,你漫步在夜晚的森林中,四周突然涌现出一群群闪烁的亮光,如同魔法世界中的场景。这其实是自然界中最惊人的现象之一——生物发光。这些小小的萤火虫在黑暗中飞舞,它们的光芒是体内生化反应的结果。需要注意的是,这种发光现象并不局限于动物界,海洋中也有着各式各样的发光生物。令人好奇的是,生物发光现象在淡水环境中却几乎不见踪影。
现代科技的发展让我们得以深入探究生物发光的奥秘。然而,尽管我们已经对这些现象有了一定的了解,但它们仍然令人类深深着迷。在北欧、中国、印度等地的民间传说中,不乏对黑暗中发光生物的描绘。早在公元前四世纪,古希腊哲学家亚里士多德就曾记录下生物发光的现象。他发现,这些生物发出的光芒是一种冷光,与电灯泡发光时产生的热能不同,生物发光的反应效率极高,几乎不产生热量。
动物发光的方式有两种:一种是自身具有发光能力;另一种是与体内寄生的发光细菌形成共生关系,帮助动物发光。这些发光细菌有些能独立生存,有些则专性寄生在动物体内,为它们增添了一份别样的光彩。
短尾乌贼与发光细菌之间就存在着一种互利共生的关系。发光细菌为乌贼提供了伪装功能,而乌贼则为细菌提供了含糖溶液作为食物。每天早上,乌贼会排出体内大部分的发光细菌,以确保自己在休息时不会发光。而到了晚上,细菌又会重新增殖,为乌贼提供足够的光芒。
那些自身能发光的生物则是通过体内的化学反应来产生光芒。这些动物通常具有特殊的发光器官,当发光器官里的有机分子与氧气反应后,便能产生可见光的光子。这种反应可以由多种因素触发,如化学物质、神经递质或机械性刺激。
除了直接发光外,有些动物还能通过吸收光并散发出不同波长的光线来发出荧光。例如,在紫外线的照射下,蝎子会发出蓝绿色的荧光。此外,还有许多种珊瑚、水母和甲壳类动物也具有荧光特性。值得一提的是,日本鳗鲡是目前已知的唯一一种具有生物发光特性的脊椎动物,这使得它们在生物发光领域中显得格外独特。
此外,动物还可以利用磷光来发光。磷光的化学性质与荧光相似,但不同之处在于磷光在能量吸收停止后会持续发光一段时间。然而,磷光通常非常微弱,肉眼几乎难以察觉,因此常常被其他更亮眼的自然发光方式所掩盖。
在海洋中,生物发出的光芒通常以蓝绿色的光为主。这是因为在深海中,蓝色和绿色的光波能够传播更远的距离,从而确保发光的生物能够达到其目的。不同颜色的光芒在自然界中具有特定的功能。例如动物在黑暗中发光,往往是为了防御,用以吓退潜在的捕食者。此外,生物发出的光芒还可以用来吸引猎物和配偶,或为自己提供掩护。在深海中捕食的抹香鲸可能会追寻着猎物所发出的光芒来寻找食物,这使得生物发光现象对这类大型海洋生物也具有重要意义。
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下一篇,我们将继续探索这些奇妙的发光生物。
文中图片均来源于《How it works》杂志
作者:《how it works》科普团队
审核:黄乘明 中国科学院动物研究所研究员,海南大学特聘教授,中国动物学会监事,中国野生动物保护协会理事
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