浮游生物可對雲層光線變化做出敏感反應

在夕陽的提示下,成群結隊的浮游動物和小魚每晚從海洋深處遷移到海洋表面,在黑暗的掩護下躲避捕食者。黎明時分,它們又游回數百英尺深的海洋 “黃昏區”,進入更暗、更安全的水域。一項新的研究表明,部分浮游生物會根據光線環境反復上下游動,並能對雲層的陰影做出反應。只不過這些反應是非常微小的,以至於逃脫了船上海洋學家的注意。

該研究的主要作者,羅德島大學海洋學研究生院的 Melissa Omand 博士說:「我們的發現提出了一些非常好的問題,即這種日常行為是否有進化或生態優勢?新發現的高頻率小范圍浮動,似乎也大大增加了浮游動物的代謝需求,同樣,它們也有能力減少地球大氣中溫室氣體二氧化碳的積累」。

浮游生物可對雲層光線變化做出敏感反應

對光照強度(白線)和浮游動物豐度(黑線)與海洋深度(z,米)的測量表明,當雲層陰影阻止陽光照射到海洋深處時,浮游動物會向上游動,以保持它們喜歡的亮度的水。當雲層變薄或經過時,浮游動物又往下游。模型結果(紫線)顯示,浮游動物對亮度變化的反應只有10%或20%–對船上的工作人員來說,這是一個難以察覺的差異。來自於:Melissa Omand/URI和Deborah Steinberg/VIMS

浮游生物可對雲層光線變化做出敏感反應

浮游生物可對雲層光線變化做出敏感反應

浮游生物可對雲層光線變化做出敏感反應

與 Omand 一起參與這項研究的還有威廉瑪麗學院維吉尼亞海洋科學研究所的 Deborah Steinberg 和 Karen Stamieszkin 博士,他們是本月《國家科學院院刊》的封面故事。他們的發現來自於2018年美國宇航局EXPORTS現場活動期間在東北太平洋收集的數據。

Steinberg 表示:「對於這麼小的生物,許多隻有米粒大小,每天遷移 900 英尺,相當於我們人類每天步行 25 英里來回吃早餐」。

浮游生物可對雲層光線變化做出敏感反應

她補充道:「我們已經知道每天的垂直遷移–這是為了躲避視覺捕食者的一種適應,已經有一百多年了,但我們不知道這種高頻率的遷移也在發生。這表明我們對深海生物的生態和行為仍然知之甚少」。

該團隊使用一個測量表面陽光的輻射計和一個可以探測水中浮游生物的類似聲納的裝置來收集他們的數據。比較這兩個數據流顯示,當雲層變厚使陽光無法到達海洋深處時,浮游動物會向表面游去,以保持在它們喜歡的亮度的水中。當雲層變薄時,它們會游回地面。根據 Omand 製作的一個模型,浮游動物對亮度變化的反應只有10%或20%–對船上的科學家來說,這是一個難以察覺的差異。

Steinberg 說:「這些小動物對光線的敏感程度令人吃驚。在我們整個 6 周的巡航中,幾乎都是陰天,但我們發現一些浮游動物在某種程度上能夠探測到僅由雲層厚度變化引起的非常微妙的光強度變化並作出反應。有雲層經過的環境和其他晴朗的天空可能會誘發更明顯的小型遷移」。

來源:cnBeta