苏光陆

在漆黑冰冷的海底,无数的发光生物如繁星闪烁,让死寂的世界顿生活力｡

它们为什么能发散不同颜色的光芒?它们发光的潜在目的是什么?

海洋发光生物研究竟蕴涵着重要的军事意义——

地球之所以瑰丽是因它拥有浩瀚的海洋,海洋之所以神秘是因为它有纷繁深邃的世界｡

人类对海洋的了解还不如对月球了解的多｡有科学家断言:将人类探索外太空领域的经费完全用于研究海洋,一定会给我们的生活带来质的飞跃｡仅以海面以下220~1000米中层海洋为例,那里存在着地球上最丰富的生态系统,其间的生物数量比陆地上的生物总量还多,而我们已知的生物还不足全部的5%｡因为自身能够发光,所以科学家最早对发光生物产生了兴趣｡

是信息,也是武器

中层海域的生物大多数都会发光,而且发光的形式千差万别,异彩纷呈｡它们通过发出迷惑性光点､闪光､脉冲､微光､逐渐扩散的光环､持续稳定的光亮和猛然射出亮光来伪装自己｡一些光点非常弱小,如鞭毛虫发出的光只有1‰瓦特,持续时间只有1/10秒｡而一些水母所发出的蓝色光环可以传播1公里甚至更远的地方｡一些发光鱼用自身特殊的发光装置进行照明,或引诱猎物,或迷惑敌人｡当然,福祸相倚,利害并存,发光也会暴露自己的目标,成为人家的美餐｡

由于进化的原因,大多数生物只能发出蓝—绿色光,极少生物可以发出红色光｡但是海蛾鱼不但能够看到红色光,而且能够通过其眼睛下方的器官发出红色光,照亮猎物或与同类取得联系｡它的这个器官就像是手电和红外瞄准器｡只有芝麻大小的海萤火虫能够喷射闪亮的光点,光点悬浮在水中,它接连再喷射,使大小一致的光点排列成一条亮线,有点像焰火弯屈下落的样子｡别以为它是在玩耍,其实这正是海萤火虫求偶的信号｡有意交配的雌性会游至光点的顶部,与其成就好事｡肉眼刚能见到的生物,居然身怀如此绝技,不得不令人叹为观止｡

有一种能发出强光的鱼形状酷似亚马孙流域的食人鱼,它的光是从鳃后的一根管子迸射出来,而且总是在危险临近的一刹那,它会恰到好处地照向敌人的脸,那强度足以使对方立刻丧失视觉｡比较而言,乌贼释放的墨汁实在是太小的伎俩了｡

只要是光,它的科学道理都是一样的:围绕原子核,以常规轨道旋转的电子,受到加热时被赋予能量,于是移动到更高的轨道旋转｡当电子返回其原来轨道时,便以光的形式释放一些能量｡在生物发光现象中,电子通过两种化学物质的协同作用得到推动,一种叫虫荧光素酶,由它刺激另一种化学物质——虫荧光素,并使其发生氧化,推动电子移至更高的轨道,轨道降低时电子发光｡

艰难探测

我们之所以对大海知之甚少,就是因为探测艰难,不能亲眼所见就不能轻易得出结论｡发光生物敏感诡秘,探测起来就更是难上加难了｡

在海洋科学考察领域有一个怪现象:获取标本的工具在一两千年内没有什么变化——就是用拖网往上拽｡可不是什么东西都能拽上来的,那些行动敏捷､形状微小的东西,拖网是无论如何也拽不上来的｡对发光生物而言,用拖网就如大海捞针｡

美国佛罗里达哈博布朗奇海洋学院的生物发光专家､该项研究的世界上一流科学家伊迪思•伟特是世界上探测到发光生物数量最多的科学家,尤其在探测手段方面作出了开创性的贡献｡

以往,有人尝试将传感器和摄影机置于密闭的容器中放入海底,测定水中的光亮度｡可是,由于考察船的晃动引起水中仪器上下移动,结果使生物受到刺激,其生理活动发生变化,使探测获得的数据不够准确｡

因为与军方的合作有时间约定,一旦违约是要负法律责任的｡急中生智,伟特从仓库找来网线,缠在一个金属圈上,将其固定于深海科考潜艇上,让潜艇上的摄像机对准网面……就是用这种办法,伟特获得了充分的一手资料,精确计算出特定海域的每立方米海水中所含的发光生物数目｡

后来伟特与她的研究小组用半年时间研制出一台“大容量限制性刺激深海光度计”｡该仪器在海底能以每秒20升海水和蜉蝣生物泵入一个坚固的轻型采水箱｡这个水箱容积很大,可以获取速度很快的生物,并使它们在箱内停留足够长的时间,以便让光纤拍摄仪器记录和测定某个生物所发出的光｡他们以每升海水中所含有的光子数目来计算生物光的大小､持续时间和光的亮度,是目前检测海洋发光生物的最有效的方法｡

伟特早在自己读研究生时就通过对腰鞭毛虫的研究,得出了生物的第一次发光最明亮,并摸索出记录发光生物发光频率的最佳方式,在生物发光研究领域确立了自己的重要地位｡美国海军的全部生物发光数据库,就是与她合作的产物｡

军事应用在先

以往人们认为美国科学界的习惯做法,是将自己的最新成果提供给军方优先使用｡其实这是误解,积极的一方不是科学家而是军方｡美国国防部有专门的机构整天关注着前沿科技的最新进展,只要与军事有关联,他们便会立即找上门提供赞助支持,条件就是优先使用｡

海洋中任何动静,小到潜水员､鱼雷,大到潜艇､登陆舰都会刺激浮游生物发光｡如果在某处海底安装检测仪器,根据浮游生物发光变化规律,就能比雷达还灵敏地获得军事情报｡实践证明,撇开所有科学设施,单靠发光生物的变化可以及时追踪到大西洋游弋的不同国籍的潜艇｡航空母舰的舰载机驾驶员在执行完任务后,如果联系仪器发生故障,可以通过跟踪航母留下的生物发光痕迹,轻松找到航母｡在海湾战争期间,美国海军陆战队为了避免生物发光可能招致的行踪暴露,不得不数次改变自己的登陆地点｡

此次军方与伊迪思•伟特的合作,主要是希望通过伟特的最新成果,为军方画出世界范围生物发光的区域位置､数量和季节性变化情况｡在使用潜水艇和实施夜间行动的军事领域,及时准确获得这些情报非常重要｡

最新发现

原来科学家认为大海只有压力､温度和亮度的区别,可是它们对海洋生物的具体影响却不十分清楚｡通过对发光生物的研究,科学家发现海洋有着深度组织结构和阶层差异｡以微小的甲壳类动物和桡足动物为例,它们一般聚集在保持一定盐度和温度的水域,并在那里觅食,进而使以它们为食的鱼类也经常光顾这一深度的海域,并逐渐适应了这里的一切｡

伊迪思•伟特一直想从发光生物的生理上找出它们发光的原因,可是难度相当之大,原因是还不能真正在原始的状态下接近它们｡伟特发现根据海洋生物所发出的光的类型和持续时间,就可以辨别许多生物,比如水母,它在黑暗中可能呈现出一个明亮的圆环,而且圆环和持续时间会根据需要有不同的变化｡彼此联系时,光环暗淡而有节奏,在遇到危险或是污染严重时,光环就显得明亮而急促,毫无疑问是在警告天敌同类｡

水母这种地球上最原始的生物竟有如此的智慧,一时间引起很多生物学家的极大兴趣,他们高度赞扬伟特的发现丰富了海洋生命科学的研究内容｡

现在,伟特还在为如何获得发光生物们最真实的情况而苦恼｡以前虽然取得了一定的成绩,可是伊迪思•伟特认为,那还仅仅是表面化的东西,唯有在完全没有被它们察觉的情况下,才能进入发光生物的未知世界,真正弄清它们每一次发光的具体用意｡已经用了10年时间,仍旧没有解决这个难题｡

在不久前被命名为“海之眼”的实验中,他们已经接近了成功,来自海底的照片显示,仪器发出的光没有使发光的“幽灵们”受到惊吓｡但将所有的照片拼接到一块分析,发光“幽灵们”还是或多或少受到了仪器光线的干扰,因为它们几乎在同时改变了自己的游动方向,并且一起发出异样的光芒｡

伟特称这种光是地球上最奇丽的光芒｡遗憾的是我们对它还知之甚少,所以它就更显得神秘诡异｡