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移动世界。
深海生物

图片©2002 mbari / noaa

史蒂夫·皮托克在海洋表面下方一千英尺,通过潜艇舷窗窥视,观看有机体漂移。一个小蠕虫,只有大约一英寸长,透明度的身体进入了视野。起初,哈迪克别想着它。他以前见过箭头蠕虫。

但这次不同。当箭虫飞走时,它留下了一片闪闪发光的蓝色火花云——深海烟火。

阿道克是一名研究生,开始了他20年的生物发光研究生涯,他对这种蠕虫非常着迷。当时,没有人认为箭虫会发光。他整理了研究小组在拖网上收集的所有东西,试图找到另一种难以捉摸的橙色蠕虫。

“能够在第一次看到没有人以前看过生物体发光,或者没有人甚至知道是生物发光的,这很令人兴奋,”他说。

当他最终找到箭虫并把它带到实验室时,他发现,箭虫和水母一样,利用化学物质产生蓝色烟幕。

但他无法复制他在深海看到的景象。在实验室里研究深海发光生物是不一样的。

现在,在蒙特雷湾水族馆研究所(MBARI),阿道克和一组工程师正在将超高分辨率的摄像机安装在远程操作的潜水器(rov)上,以捕捉这些神秘的深海光的视频。

深海生物

当受到干扰时,竹珊瑚触手的聚居地会在黑暗中发光。来源:©2020 MBARI

深海生物

竹珊瑚Isidella菌落的殖民地在光线电动车辆的明亮灯光点亮时显示出生物发光的迹象。信用:©2007 Mbari

在深海中闪耀着神秘的光芒

大约四分之三的海洋生物产生光线。Haddock估计,生物发光灯可以从一百米的距离看到,使其在深海黑暗,高压环境中具有强大的通信形式。

他说:“如果你考虑在水中使用声音或化学线索或任何其他类型的感官,它要么太慢,要么太狭窄,无法真正产生影响,但这允许一个微小的有机体与比它大得多的东西交流。”

研究人员已经了解到,生物体利用生物发光的原因有很多:引诱猎物、寻找配偶或恐吓恐吓敌人。但很多事情仍然是个谜。

为了观察生物发光的活动,科学家们通常依靠捕捉深海生物,并在黑暗的实验室中拍摄它们。尽管试图在实验室里模仿它们的自然环境,但将这些生物从海洋中移走会让它们压力很大,它们失去了光彩。有些甚至无法存活。研究人员称之为“坦克效应”。

深海生物

Mbari研究人员能够捕捉出生物发光光的海浪。来源:©2020 MBARI

深海生物

Halipteris属的海钢经常在泥泞的海底上种群成长。信用:©2003 Mbari

佛罗里达内部大学的海洋生物学家丹妮尔·德利奥说,MBARI小组将我们对深海生物发光的认识推向了新的极限。

“我们仍然没有完全理解深海生物发光的功能目的。我们知道,在某些系统中,它用于信号和通信,但在深海中研究生物发光,特别是实时,非常困难。通过观察其自然栖息地的生物发光生物,我们可以更好地理解深水中生物发光的动物的程度,“她说。

将4K摄像机拍摄到ROV上

在哈多克所谓的“胶带作业”中,MBARI的团队将一个摄像头固定在ROV上,并将其发送到设计无法承受的深度。他们连接了一根长长的光纤电缆来控制设置和聚焦——ROV驾驶员和摄像机之间有4000米的水柱。

深海生物

像许多深海珊瑚一样,这种鳞珊瑚属的竹珊瑚在受到干扰时发出蓝光。来源:©2020 MBARI

深海生物

由ROV的灯光照亮,Lepidisis属的竹珊瑚通常出现苍白的颜色。信用:©2014 Mbari

“令人惊讶的是,由消费市场驱动的东西(相机)显然不是用于生物发光或天文学的。这只会带来更好的电影,”他说。“这项技术受到其他因素的驱动。对我们来说,能够将其应用于深海生物学是一个真正的突破。”

摄像机和微光传感器的进步将电影(和智能手机)提升了一个档次。但它们也使研究人员能够观察深海动物用新的数字眼睛,可以进一步了解神秘的深海生物和行为。

在最近的超敏感传感器的进步之前,研究人员依赖于黑暗海洋中的生物体闪烁聚光灯。但人造光闪烁了生物,中断了他们的自然行为或吓跑了他们。和较低分辨率的摄像机没有细节产生颗粒状图像。

DeLeo说:“他们正在记录和报告我们对深海中哪些动物具有生物发光能力以及这种行为如何表现的认识上的巨大差距,这有助于我们理解其生态角色。”

以海百合为例,这是一种海百合,与海星有亲缘关系。当研究人员把海百合带到水面时,它们几乎会溶解。但是,当阿道克和他的团队在3000米深的地方拍摄到它时,他们看到它释放出一团生物荧光粒子,这是以前从未有人看到过的。

深海生物

捕蝇草海葵可能会在受到干扰时释放发光的黏液来阻止捕食者。来源:©2020 MBARI

对于曾经捕获的粒状,灰色图片的垃圾桶,以全部颜色和细节看到它们一直就像有新的眼睛。该视频揭示了研究人员从未报道过的生物的行为 - 用光线,释放漩涡的水母。

用新眼光看

几年前,当Mbari团队首先将Lowlight 4K相机放在ROV上时,Haddock瞥了一眼他的痴迷 - 这是一个小箭头蠕虫,它的辉煌光明表明他从潜艇两十年来看来。

他们的现代ROV是关于大型运动型多功能车的大小,所以在不稳定的水和沥青黑暗的黑暗中,它为ROV飞行员迈出了稳定的手,以定位车辆并将相机聚焦在微小的蠕虫上。Haddock终于看到了箭头蠕虫的光线显示。

“我们实际上得到了这些惊人的展示,蠕虫将会翻开并留下这条漩涡的漩涡光线。我们能够在20年前拍摄我所看到的东西,”他说。

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