海底的奇麗光芒

在漆黑冰冷的海底，無數的發光生物如繁星閃爍，讓死寂的世界頓生活力。它們為什么能散發不同顏色的光芒?它們發光的目的是什么?研究海洋發光生物有何意義?

地球所以瑰麗是因為它擁有浩瀚的海洋。海洋所以神秘是因為它有紛繁深邃的世界。

人類對海洋的了解還不如對月球了解的多。有科學家斷言：如果將人類探索外太空領域的經費完全用于研究海洋，一定會給我們的生活帶來質的飛躍。僅以海面以下220～1000米中層海洋為例，那里存在著地球上最豐富的生態系統，其間的生物數量比陸地上生物總量還多，而我們已知的還不足5％。因為自身能夠發光展示，所以科學家最早對發光生物產生了興趣。

是信息也是武器

中層海域的生物大多數都會發光，而且發光的形式千差萬別，異彩紛呈。它們通過發出迷惑性的閃光、脈沖、微光、逐漸擴散的光環、持續穩定的光亮和猛然射出光點來偽裝自己。一些光點非常弱小，如鞭毛蟲發出的光只有1‰瓦特，持續時間只有1／10秒。而一些水母所發出的藍色光環可以傳播1千米甚至更遠的地方。一些發光魚用自身特殊的發光裝置照明，或引誘獵物，迷惑敵人。當然，福禍相倚，利害并存，發光也會暴露自己的目標，成為人家的美餐。

由于進化的原因，大多數生物只能發出藍綠色光，極少生物可以發出紅色光。可是海蛾魚不但能夠看到紅色光，而且能夠通過其眼睛下方的器官發出紅色光，照亮獵物或與同類取得聯系。它的這個器官就像是手電和紅外瞄準器。只有芝麻大小的海螢火蟲能夠噴射閃亮的光點，光點懸浮在水中，它接連噴射，使大小一致的光點排列成一條亮線，有點像節日里焰火下落的樣子。別以為它是在玩耍，其實這正是海螢火蟲求偶的信號。有意交配的雌性會游至光點的頂部，與其成就好事。肉眼剛能見到的這種微小生物，居然身懷如此絕技，不能不令人嘆為觀止。

有一種能發出強光的魚形狀酷似亞馬孫流域的食人魚，它的光是從鰓后的一根管子迸射出來，而且總是在危險臨近的一剎那，它會恰到好處地照向敵人的臉，那強度足以使對方立刻喪失視覺。比較而言，烏賊魚施放的墨汁實在是太小的伎倆了。

只要是光，它的科學道理是一樣的：原子核外部處于低能級上電子得到足夠能量時，會遷移到更高能級的軌道上旋轉。當電子從高能級軌道躍遷到較低能級軌道時，便以光子的形式釋放一些能量。在生物發光現象中，電子通過兩種化學物質的協同作用得到推動，一種叫蟲熒光素酶，由它刺激另一種化學物質——蟲熒光素，并使其發生氧化，推動電子遷移至更高能級的軌道，處于高能級軌道上的電子通常不太穩定，當它躍遷回低能級軌道時釋放光子而發光。所有的生物發光道理大體如此，概莫能外。

艱難探測

我們所以對大海知之甚少，就是因為探測艱難，不能親眼所見就不能輕易得出結論。發光生物的敏感詭秘，探測起來就更是難上加難了。

在海洋科學考察領域有一個怪現象：獲取標本的工具在一兩千年內沒有什么變化，就是用拖網往上拽。可不是什么東西都能拽上來的，那些行動敏捷，形狀微小的生物，拖網是無論如何也撈不上來的。對發光生物而言，用拖網就如大海里撈針。

美國佛羅里達哈博布朗奇海洋學院的生物發光專家、該項研究的世界一流科學家伊迪思·偉特是世界探測到發光生物數量最多的科學家，尤其在探測手段方面做出了開創性的貢獻。

以往，有人嘗試將傳感器和攝影機置于密閉的透明容器中放入海底，測定水中的光亮度。可是，由于考察船的晃動引起水中儀器上下移動，結果使生物受到驚嚇、刺激，其生理活動發生變化，使探測獲得數據不夠準確。

因為與軍方的合作有嚴格的時間約定，一旦違約是要負法律責任的。急中生智，偉特從倉庫找來網線，纏在一個金屬圈上，將其固定于深海科考潛艇上，讓潛艇上的攝像機對準網面……就是用這種辦法，偉特獲得了充分的一手資料，精確計算出特定海域的每立方米海水中所含的發光生物數目。

后來偉特與她的研究小組用半年時間研制出一臺“大容量限制性刺激深海光度計”。該儀器在海底能以每秒20升海水和浮游生物泵入一個堅固的輕型采水箱，這個水箱容積很大，可以獲取速度很快的生物，并使它們在箱內停留足夠長的時間，以便讓光纖拍攝儀器記錄和測定某個生物所發出的光。他們以每升海水中所含有的光子數目來計算生物光的大小、持續時間和光的亮度，是目前檢測海洋發光生物最有效的方法之一。

偉特早在讀研究生時就通過對腰鞭毛蟲的研究，得出了生物的第一次發光最明亮，并摸索出記錄發光生物發光頻率的最佳方式，在生物發光研究領域確立了自己的重要地位。美國海軍的全部生物發光數據庫，就是與她合作的產物。

軍事應用在先

以往人們認為美國科學界的習慣做法，是將自己的最新成果提供給軍方優先使用。其實這是誤解，積極主動的一方不是科學家而是軍方。美國國防部有專門的機構整天關注著前沿科技的最新進展，只要與軍事有關聯的研究他們便會立即找上門提供贊助支持，條件就是優先使用。這也是美國軍事領先其他國家的一個重要原因。

海洋中任何動靜，小到潛水員、魚雷，大到潛艇、登陸艦都會刺激浮游生物發光。如果在某處海底安裝檢測儀器，根據浮游生物發光變化規律，就能比雷達還靈敏地獲得軍事情報。實踐證明，撇開所有科學設施，單靠發光生物的變化，就可以及時追蹤到在大西洋游弋的不同國籍的潛艇。航空母艦的艦載機駕駛員在執行完任務后，如果通訊儀器發生故障找不到航母，可以通過跟蹤航母留下的生物發光痕跡，輕松找到航母。在海灣戰爭期間，美國海軍陸戰隊為了避免生物發光可能招致的行蹤暴露，不得不數次改變自己的登陸地點。

此次軍方與偉特的合作，主要是希望通過偉特的最新成果，為軍方畫出世界范圍生物發光的區域位置、數量和季節性變化情況。在使用潛水艇和實施夜間行動的軍事領域，及時準確獲得這些情報非常重要。

最新發現

原來科學家認為大海只有壓力、溫度和亮度的區別，可是它們對海洋生物的具體影響卻不十分清楚。通過對發光生物的研究，科學家發現海洋有著深度組織結構和階層差異。以微小的甲殼類動物和橈足動物為例，它們一般聚集在保持一定鹽度和溫度的水域，并在那里覓食，進而使一些以它們為食的魚類也經常光顧這一深度的海域，并逐漸適應了這里的一切。

伊迪思·偉特一直想從發光生物的生理上找出它們發光的原因，可是難度相當大，原因是還不能真正在原始的狀態下接近它們。偉特發現，根據海洋生物所發出光的類型和持續時間，就可以辨別許多生物，比如水母，它在黑暗中可能呈現出一個明亮的圓環，但圓環亮度和持續時間會隨外界環境的變化有不同的變化。例如，水母彼此聯系時，光環一般顯得暗淡而有節奏；在遇到危險或是污染嚴重時，光環就顯得明亮而急促，毫無疑問這是在警告天敵和同類。水母這種地球上最原始的生物竟有如此的智慧，一時間引起很多生物學家的極大興趣，他們高度贊揚偉特的發現。

現在，偉特還在為如何獲得發光生物最真實的情況而苦惱。以前雖然取得了一定的成就，可是偉特認為那還僅僅是表面化的東西，人類唯有在完全沒有被它們察覺的情況，才能進入發光生物的未知世界，真正弄清它們每一次發光的具體用意。偉特已經用了10年時間，仍舊沒有解決這個難題。

不久前，在被命名為“海眼”的實驗中，他們已經接近了“真正的未知世界”，來自海底的照片顯示，儀器發出的光沒有使發光的“幽靈們”受到驚嚇。但將所有的照片拼接到一塊分析時發現，發光“幽靈們”還是或多或少受到了儀器光線的干擾，因為它們幾乎在同時改變了自己的游動方向，并且一起發出異樣的光芒。

偉特稱這種光是世界上最奇麗的光芒，遺憾的是我們對它還知之甚少，所以它就更顯得神秘詭異。