伊迪斯 维达： 海底世界的绚丽光体

80%-90%的深海生物都可以发光，我们对它们如何发光以及为什么发光却知之甚少。生物性光专家伊迪斯 维达 对这个绚丽神奇的世界进行了探索，并在此与我们分享深海的绚丽多姿以及她对未知海洋（及生物性光）的见解。

雅克 库拉多曾经说过：

“人们都会保护自己所喜爱的事物。“

本着这样的精神，我想将我的海洋之爱与你分享。

那就是这些品种繁多，不计其数的

会发光的海洋生物。

我对海洋的热爱始于这件怪模样的，名为Wasp（黄蜂）的潜水衣，

这并不是首字母缩略词，只是有人觉得它长得像黄蜂。

实际上它是由海上石油工业开发，

用于海下2000英尺油井作业的潜水服。

当我刚博士毕业

我有幸加入一个科研小组。

这个科研小组首次将这种潜水服

应用于探索海洋。

我们在休尼梅港的一个水池中接受了训练，

接着我的第一次公海潜水

就在圣巴巴拉海峡开始了。

这是一次夜间潜水，

到达海下880英尺，

我就关掉了所有的灯光。

之所以关灯是因为我知道我将看到

生物体发光的现象

科学上称为“生物性光”

但它的壮观程度

和绚丽多彩

是远远出乎我的意料的。

我看到了名为“管水母”的水母链，

比这屋子的长度还长。

它们发出相当多的光，

即使潜水器里没有灯光，

我也能读出拨号盘和测量仪的数据。

还有或大或小的云状发光体

看起来就像是明亮蓝雾一样，

也有一些像是从助推器涡旋而出的

火光。

这些火光就像你把一根木头扔进篝火中，火花四溅，

但不同的是这些是冰冷的蓝色火花。

让人兴奋不已。

通常熟悉生物性光这个概念的人知道的，

是这些小东西，萤火虫，

以及少数陆居生物，

比如某些昆虫，蚯蚓和真菌等。

总体来说，陆居发光生物体是很少见的。

但在海洋里，这是生存法则，

并非特例。

试想，我进到公海区域，

世界上哪里的海域都可以，

在海峡3000英尺处撒张网，一直拽上海面，

大多数捕到的生物，

实际上，在很多地方，

80%-90%捕到的生物

都可以发光。

这足以组成一场盛大的灯展了。

接下来我想分享一段

我从潜水器里拍摄的短片。

首先我将这项技术应用于

名为“深海漫游者”的单人潜水器上，

随后便运用于你现在所看到的

琼森海洋连接器

请看，安装在观察区前的是

一个直径为三英尺的铁环，

环上铺设了一层屏幕。

在潜水器内我架设了一架高敏相机，

其敏感度不亚于完全适应黑暗的人眼

唯一美中不足的是图像稍微有一点模糊。

然后打开摄像机，关上光设备

你现在看到的并不是生物性光，

是高敏相机上的

电子噪音。

当潜水器在水中前行时

就可以看到荧光了。

但正如所设计的那样，这些生物无意中撞到屏幕上

受了刺激而发了光。

起初使用设备拍摄时，

我只想去统计发光体的数量。

我知道潜水器的前行速度，也知道（这个屏幕的）面积

我就能算出

每立方米有几万个发光体。

后来我开始意识到，我能通过这些发光体所产生的不同类型的光

去辨别这些生物的种类。

然后我就这样做了，

缅因湾海下740英尺，

你能看到的发光生物我差不多都能叫出它们的种类

比如这些大爆炸，蓝焰

都来自一种小栉水母。

还有这些是磷虾，甲壳类动物

以及水母，

这里看到的也是栉水母的一种。

接着我和计算机图形分析工程师合作，

共同开发出一种自动识别系统，

这个系统能够辨别出这些生物种类，

并提取原始碰撞点的立体坐标。

然后就能和生态学家研究陆地生物一样（来研究海洋生物），

做最邻近搜索（NNS）。

但你不必为看这些灯展

而总潜到深海去。

实际上水面上就可以了。

这是由SCRIPPS机构的麦克 拉兹博士拍摄的一段

海豚在发光浮游生物间穿行的录像。

而且拍摄地也不像PURTO RICO湾

有那么多奇特怪异的发光体。

实际上这段录像拍摄于圣地亚哥港。

其实你还可以更近距离地观察这种发光现象。

因为“船头”（heads on ships）

对许多在听的不熟悉海上生活的人来说，其实就是厕所——

是用未经过滤的海水来冲马桶的。里面通常

都含有发光浮游生物。

当某个晚上你跌撞的冲进厕所

难受的太厉害，恨不得抱着马桶大吐。

忘记了开灯，

那是你也许会觉得自己看到了神明下凡呢。

那么这些生物是怎么样发光的呢。

唔，这是十九世纪研究的问题。

法国生理学家Raphael Dubois

对这些发光蛤进行了探索研究。

他将这些蛤碾碎，并成功的从中提取出几种化学物质。

其中之一是一种酶，Dubois命名为荧光素酶，

依据素有“明亮之星”之称的金星，

他将这种发现的酶作用物称之为“荧光素”。

这些化学术语沿用至今，但事实上由于这些荧光化学物质

种类繁多，形态各异，这个术语并不代表任何具体的化学物质。

其实，当代从事生物性光研究的学者

都将化学性质作为研究重点。

因为这些化学性质

在很多领域都有宝贵的应用。

比如用此开发些抗病毒药剂，

抗癌药物，

测试火星生命体迹象，

或测试生活用水中的污染物。

这项探测技术正用于ORCA。

2008年，

诺贝尔化学奖

的研究成果是一种

名为绿荧光蛋白的分子，

这种分子是从

水母的发光物质里提取出来的。

从其对细胞生物学和基因工程

的影响来看，

这无异于显微镜的发明。

所有的这些分子还告诉我们，

显然，发光性生物至少进化过40次。

有可能进化了

50次也说不定。

这也很清楚的表明，

这种发光能力，

对生存是及其重要的。

那么，究竟是什么，

使得这种生物性光对深海生物如此重要。

为了躲避捕食者，

他们躲在黑暗里。

然而为了生物体的存活，

光的重要性至少能体现在最基本的三件事上

那就是寻找食物，

吸引异性，以及躲避天敌。

请看，这条鱼眼背后

有一个内嵌灯，

可以用来发现食物

或吸引异性。

当不需要光时，鱼就能将其翻向颅内

类似你的兰博基尼汽车的车头灯。

再看这条鱼，装备的还是远光灯。

这条，也是我最喜欢的鱼之一，

头的两侧各有三个灯。

这个灯发蓝光，

蓝色也是深海生物性光最普遍的颜色。

优胜劣汰，适者生存，

蓝色是海水中传播最远的光束，

也借此来优化深海信息传播。

大部分深海生物发蓝光，

而且大多数只能看到蓝光。

但这条鱼却异常奇特

因为它有两个红光器官。

我不知道为什么是两个，

这也是我将来想研究的问题。

这样看来，他们不仅能看到蓝光，

还可以看见红光。

所以，这种生物性红光就像狙击手的瞄准仪

让这类鱼偷偷靠近看不到红光的生物，

在不被看见的情况下，

看见其他生物。

在这，下巴须这还有一个蓝色诱饵，

在这，下巴须这还有一个蓝色诱饵，

借此来吸引远距离猎物。

其实很多生物都用它们的生物性光来吸引猎物。

这是另一条我喜欢的鱼。

毒蛇鱼

在它长长背鳍上有一个捕食诱饵，

这个诱饵从它长满牙的下巴拱起，

这也是它名字的来源。

这条鱼的牙齿很长，

如果这些牙齿合在这条鱼的嘴里，

它会刺穿自己的脑袋。

所以，它的牙齿

只能在头部外滑动。

这个毒蛇鱼像一棵圣诞树，

它身上的每处都会发光。

它不光是有那个会发光的捕食诱饵，

它（还在头上）长了个手电筒。

它(还)在腹部发出这些珠宝般的亮光，

来当作一种保护色，

因为这种亮光能使它的影子消失。

当有捕食者从下往上看这条游鱼时，

它能(通过这种腹部的亮光)让自己消失。

在它的嘴内也有发光器官，

它身上每处都有发光器官，

鳍上，在背部的粘液层上，腹部等。

它们的作用都各不相同，

有些为我们所知，有些则不然。

对于在生物性光研究取得的进步，要归功于皮克斯公司，

是皮克斯公司让我与大家分享我喜欢的主题。

对此，我感激不尽。

我也希望，

他们给研究生的预算可以多那么一点点。

要知道，这些经费不足，求知欲强的大学生

本来可以向他们展示这些

保存在福尔马林里的鱼眼。

这是一条活琵琶鱼(安康鱼)的眼睛。

她有针尖的牙齿，

活像一个生物捕鼠器。

它的发光器官从牙齿上突出，

从而吸引这些未设防的猎物。

这条鱼的发光器官

是从这里穿出的针，相当有意思。

我们过去认为这些形状各异的发光器光

是为吸引不同类型的猎物.

但科学家，更多的是他们的研究生，

对这些鱼的内容物进行分析，

发现

他们吃的东西几乎一模一样。

所以现在我们认为在琵琶鱼上这些不同类型的发光器官,

是为了让雄性鱼能够

识别雌性鱼的。

因为很多雄性鱼

都有"侏儒男"之称。

这些小东西

没有可见的自给工具。

他们没有诱饵吸引食物，

即使食物就在嘴边，他们也没牙去咬。

在这种环境里，他的一线生机

就是吃软饭。

他要为自己找到一个

可以依附一生的伴侣。

自然，

这个小东西找到了伴侣，

你会注意到，这条矮雄鱼还挺聪明的，“他“这么一粘上去，

这辈子“他“连瞅也不用瞅“她“了。

（笑）

但当他看到雌鱼时，他还是挺积极的。

他通过给她一个永恒的“吻“，

通过和她血肉相连，

巩固下它们之间的联系。

他现在活似一个精囊了。

（笑）

嗯，这是妇女解放运动的深海版。

雌鱼总知道雄鱼的所在，

而且她也不需要嫁夫随夫，

因为很多雄鱼都会依附于

一条雌鱼。

所以说，这些生物会利用发光特性来寻找食物，吸引异性。

更多的是它们用发光特性来防御天敌，具体的方法多种多样。

许多生物都能释放他们的荧光素，或者荧光酶

就好像乌贼或章鱼释放的墨团。

很神奇，这条虾

会从嘴里射出一道光，

像喷火龙一样，

这样毒蛇鱼就看不见了，或者注意力被分散了。

然后这条虾就能蹿回黑暗里。

很多种类各异的生物都有这种能力。

水母，章鱼，

以及各种各样的甲壳类生物。

甚至鱼类也有这种能力。

这条鱼被称为“光亮肩管”鱼。

因为在它的肩上

有一个能喷光的管子。

我很有幸能捕到这样一条鱼

那是在非洲西北岸进行的一次捕捞作业，

是为了（探索频道的）“蓝色星球”的节目做的。

准确地说是“蓝色星球”节目的深海探险部分。

当时我们使用了一种特殊的捕捞网，

这些网可以把生物活着捞上来。

我们这样捕捞到了这条鱼。我把它带进了实验室。

这是我正捉着它，

我现在要触碰它肩上的管子，

当碰到以后，大家就看到有生物光流出来。

对我来说，让我惊讶的

不只是有大量的光喷出，

而是，这些光不仅仅是由荧光素和荧光素酶组成，

这些鱼喷出的，

是具有细胞核和细胞膜的完整细胞。

这样看来，喷光对这条鱼来说是极其消耗能量的，

我们也不明白为什么它要这样做，

这也是需要解决的谜团之一。

另外，

还有一种名为“防盗警钟”的防御模式。

因为它的原理同你私家车上的防盗报警器是一样的。

鸣笛和闪灯，

满怀希望地想吸引警察的注意，

警察来了就可以带走这个偷车贼。

当一个生物落入它的天敌的魔爪中，

这个生物唯一的潜逃机会

就是去吸引更大的，更危险的，

能够袭击自己天敌的生物，

这样就能为他们提供潜逃机会。

比如这条水母，

上演了一场精彩的发光秀。

这是我们在潜水器里的追捕画面，

这里（你看到）的光并不是生物性光，而是来自生殖腺的反射光。

我们在潜水器前方安装了一种特殊的装置来捕捉水母，

这个装置能让我们捕获最原始状态的水母，

并带到船上的实验室。

然后就产生了大家即将看到的。

我用像鱼牙齿一样的尖状物，

以每秒一次的频率

去刺激它的神经环。

开始发光之后，我就不再去刺激它了。

这是一场难以置信的光展，

这像是光做的风车。

我曾经计算过，

300英尺以外的捕食者也能看到这些光。

所以我认为，

这些光着实是相当不错的诱饵。

因此，作为一名深海探索者，

有一个问题一直困扰着我，

那就是，海洋里究竟有多少生物， 是由于我们的探索手段的问题，

而使我们对他们一无所知的？

我们认识了解海洋生物的主要方法就是

出海，撒网，

我不认为任何其他的科学研究领域

还在使用这么老掉牙的技术。

其它主要途径就是乘潜水器下海，

以及使用遥控的工具。

我曾随潜水器下水几百次，

即使当我只坐在潜水器里

什么都不干，我也是非常招摇的。

随我而来的是很亮的探照光，推进器产生的噪音。

任何稍有知觉的生物都躲得远远的了。

所以，很长一段时间内

我一直想研究出一种别的探索方法。

接着，前不久，我想到了利用摄像系统来探索。

这其实并没那么复杂，我们称这个系统为“海洋之眼”。

科学家们多年来在陆地上已经用类似的手段，

我们只是换了一种深海生物看不到的，

但摄像机却可以识别的颜色。

海洋里无法使用红外线，

因而我们使用的是远红光。但还有个问题就是，

光被吸收的太快了。

所以我们设计了高敏相机，

来制造这只“电水母”。

问题是作科研，

你得告诉筹资机构你能发现什么，

然后你才能得到科研资金。

我不知道我能发现什么，

自然也没能得到资金。

所以我就只好七拼八凑。起初我委托哈维姆德工程院

将（这个假水母的研究）作为本科生的研究项目。

再后来，通过各种各样的渠道，我终于凑得了科研基金。

蒙特利湾水族馆研究中心

将他们的水下机器人给了我。

然后我就能进行些测试和研究。

比如，应该用什么样的红光，使让我们看到海洋生物，

而他们看不到我们，

还得确保这台电水母顺利工作。

大家可以看到我们的预算确实有限，

因为，当我把这16个蓝色二极管粘到这个塑料圈上时——

这里你可以看见我们用的塑料模子，

你还看得见ZIPLOC（生产厨房用品的厂家）的字样。

不用说，在对各种光进行组合搭配时，

我们经历了许多尝试和失败，才得以研究出这种符合条件的光。

这样的时候，就是所有工作就绪，

所有设备都能投入使用，

我们兴奋不已。而这弥足珍贵的一刻

被刚好在那里的摄像师

马克 瑞查德拍摄了下来。

这时刻我们知道整个事情成了。

左边的是我，

然后是我带的毕业生 艾丽卡 莱蒙德

以及该项目的工程师 李 弗莱

我们把相片挂在实验室最显著的地方，

图注为“工程师同时满足了两个女人”

当时真的是太开心了。

现在终于有了能将我们带到

海底天堂的设备了。

而这片海底天堂很可能是

大型捕食者的天下。

所以，我们将设备

安置在墨西哥湾北部的

盐池区内。

这个地方很神奇。

我猜这段录像不足以吸引大家的眼球，

鉴于那时逊色的摄像机

但我却狂喜不已。

这是在盐池边上，

有条鱼正向相机游来，

显然，我们没打扰到它。

这样子我找到了通向深海的窗口。

这是第一次。我看到这些不受任何人影响的

深海生物究竟在干什么。

四个小时的准备工作之后，

我们第一次

将电水母投入使用

我们的电水母开始发光，（就像前面提到的真的水母所作的光风车一样，）86秒之后，

我们拍摄到了

这个画面。

这是条章鱼，足有六英尺长。

我们对它没有一点了解，

所以不能将它归入任何现存的动物种类中去。

这是我能得到的最好的证据，来说明我的研究方法是正确的。

依靠拍摄到的内容，我又回头找到国家科学基金1，

并告诉他们，“（如果你们给我们资金）这就是我们会发现的”。

他们就给了我足够的资金去更好地做这项研究，

其中也包括开发第一架深海网络摄像头，

这个摄像头

去年被安装在蒙特利的海底峡谷。

现在，也就是最近，

我们开发出了比这个摄像头

更为灵活的模型。

这个模型更便于水下作业，而且能够再回收。

我希望这个装置可以用来

探索和保护

西维亚所说的“希望之地”。

同时让我加深对

“希望之地”的更多生物性光的了解。

有一点需要指出的是

海洋里我们需要探索的东西仍然很多。

西维亚曾说，

我们尚未弄清海洋里究竟有些什么却已经在破坏它了。

她说的很对。

如果你非常有幸

可以乘潜水器下水，

请一定把握机会。就算你有一千次机会，每次都请下水。

你会关上灯。

我保证，你会爱上那番景象。

谢谢。

鼓掌