科普|夜空下的海为什么会发光？

电影《少年派的奇幻漂流》中最梦幻的镜头，莫过于散发出淡蓝色荧光的夜晚。夜空下的海面像星空一样明亮，是因为不少海洋生物发出了迷人的荧光，而驶过的船、游泳的人以及海浪，都会激发这种美丽光芒的反射。为什么会出现这种“梦幻海发光”的景象呢？

澳大利亚的吉普斯兰岛白天看起来与其他湖泊没什么两样，可到了晚上，湖水便会发出蓝盈盈的神秘光芒。通过对湖水进行采样调查，专家发现，原来湖水中生活着一种发光生物——夜光藻。这种浮游生物是甲藻中较为特殊的一个种类，长着圆球形的身体，个头极其微小，其细胞直径为150微米至2000微米，人们用肉眼很难发现它们的存在。

福建平潭的“蓝眼泪”。中国极地研究中心王国欢摄

海洋中由浮游植物产生的生物荧光现象通常来自甲藻。在最近的一项研究中，科学家确认了甲藻细胞膜上具有能够对电信号产生反应的特殊通道，这可能是藻类能够发出独特荧光的潜在机制之一。夜光藻的细胞受到刺激时会发光，尤其在夜晚的海面上荧光点点，颇为悦目，因此夜光藻是海洋中重要的发光生物，人们也称之为夜光虫。

吉普斯兰湖水之所以会在夜晚发光，就是因为这种藻类生物以罕见的密度出现在湖中，从而将整个湖泊变成了夜光湖。尤其是当它们受到惊扰时，就会发出很亮的蓝光，使整个湖泊成了蓝光闪烁的荧光湖。

海洋里能发光的生物种类繁多，特别是枪乌贼、小虾和一些种类的鱼具有非常复杂的发光器官。哈佛大学生物荧光专家伍德兰德·黑斯廷斯说：“我曾经横跨过大西洋和太平洋，从未见到一处没有生物发光的地方，也没有哪天晚上看不到生物发光现象。”长期以来，生物学家和航海家一直在琢磨生物发光这种现象。军方对生物发光也颇感兴趣，因为当潜艇打扰了海中微小的发光生物时，会留下泄露目标的发光尾迹，因而也就暴露了自身的方位。

科学家认为，他们已经了解隐藏在这些神奇光亮背后的奥秘。这种景象实际上是因为浮游生物受到外力作用时，体内释放出化学荧光素，这些荧光素在催化下发生一系列复杂的化学反应后形成蓝色的光。无疑，有些生物发光，是为了分散敌害的注意力或惊吓进攻者的。生物发光还起到隐蔽的作用。许多生活在700米到800米水深处的生物，腹部有一排发光器官，它们能调整发光强度、颜色和发光部位，与射入水面的光会合，从而把自己隐蔽起来。

浙江舟山东极诸岛绝美的荧光海。摄于2020年6月26日晚10时左右。图片来源：浙江学习平台

发光的生物使人想到可以用来作房屋照明，于是出现了“细菌灯”。这种灯很简单，只需一个玻璃瓶、海水和悬浮水中的发光微生物就行了。每一个微生物发出的光当然是非常微小的，但5000万亿个微生物就可制成一盏10烛光的“细菌灯”了，9亿亿个微生物可以发出100烛光的亮光，那就相当明亮了。1935年，巴黎海洋学院大会厅里召开了一次国际会议，会场的照明就来自“细菌灯”。

随着我们对生物发光的深入了解，海洋生物发光现象已不那么神秘了。不过，黑暗中的生物光总是美丽诱人的，就像《少年派的奇幻漂流》中的梦幻场景一样。

（作者系自然资源部第二海洋研究所纪委书记、教授级高级工程师，浙江省优秀科普作家）