北极下面的海域非常黑暗,尤其是在隆冬时节。极夜持续数月之久,太阳永远不升起。白天只有短暂的午间暮色,此时太阳刚好经过地平线以下。微弱的紫光先被海冰过滤,然后被海水过滤。 但在冰层之下,北极磷虾却能在整个冬季保持昼夜节律。磷虾是一种虾类动物,是许多水下生态系统的基础,以浮游生物和其他植物为食,鲸鱼和鱼类则以成千上万只磷虾为食。与许多深海无脊椎动物一样,它们每天都会迁徙,白天在 1,600 英尺深的水下度过——大约相当于世界贸易中心一号楼的高度——夜晚则在水面附近。即使是寒冷的极地水域中的磷虾也是如此。 根据今天发表在《PLOS》杂志上的研究成果,为了在漫长的黑暗中设定昼夜节律,极地磷虾进化出了对每日光照周期极为敏感的眼睛。 从北极圈斯瓦尔巴群岛海岸采集的磷虾,其光敏感度大约以 21 小时为周期发生变化,研究人员通过在实验室中用昏暗的灯光照射磷虾的眼睛来测量。在“主观夜晚”——太阳距离地平线最远的时候——磷虾靠近水面时,它们的眼睛最敏感。 作者写道:“在极夜期间,传统的白天和黑夜定义……变得无关紧要。”但是,每天中午时分,只有足够的光线可以穿透水面,研究人员认为,磷虾可以利用这些光线来维持其生物钟的运转。 [相关:动物园里的动物正在接种专门为它们制作的新冠疫苗] 除了太阳之外,还有天然的时钟。月亮和北极光发出的光芒或许可以向磷虾传达时间的流逝。 但是,当 24 小时周期显然毫无意义时,磷虾究竟为何要保持昼夜节律,这多少还是个谜。之前对驯鹿的一项研究发现,在漫长的极夜里,这些动物实际上会关闭它们的昼夜节律。 研究人员认为,这与黄昏时分与磷虾生活在一起的其他生物有关。也许它们在追赶某种发光的猎物,或者在逃避捕食者。而拥有能够适应变化的水域的眼睛可能是一种好处。研究人员指出,磷虾利用自己的生物发光来伪装自己——当光线从上方照射进来时,它们会点亮腹部以融入其中。“这会投下淡淡的阴影,”作者写道,“从视觉上掩盖它们,不让下方的捕食者发现它们。” |
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