深海生物发光之谜：软珊瑚的古老秘密

作者段跃初 黄湘红

在广袤无垠的海洋世界中，隐藏着无数令人惊叹的奥秘。其中，生物发光现象便是那璀璨而神秘的一环。随着人类对深海探索的逐渐深入，越来越多拥有神奇天赋的动物被发现，而生物发光便是其中引人瞩目的一种能力。

生物发光，即动物自身产生光的奇妙现象，在海洋中极为普遍。在漫长的几亿年时光里，不同的发光机制竟演化了约100次。近期发表于英国皇家学会会报B的新研究，为我们揭示了生物发光在一种名为八珊瑚的罕见动物族谱中的演化历程。研究表明，这种现象可能早在5亿年前的海洋中就已进化而来，其出现的时间比此前的计算结果足足长了一倍多。

对于海洋中的动物，尤其是那些生活在深海、阳光无法触及之处的生物而言，生物发光有着关乎生死的重要意义。它可以成为引诱猎物的诱饵，也能化作威慑捕食者的利器。非营利组织海洋研究与保护协会的执行官、高级科学家、海洋生物学家伊迪丝·威德尔指出：“我们对自己的星球的探索实在太少，或许还有许多生物以我们尚未知晓的方式利用着光。”而这也正是生物发光最引人入胜之处——动物如何借助它求得生存。

然而，尽管生物发光在当下的海洋世界中屡见不鲜，对其进行研究却困难重重。以软珊瑚为例，它们并不像珊瑚礁珊瑚那样形成巨大的岩石状结构，而是通过排泄一种嵌入有微小骨架状物质碎片的软结构来建立群体。这种特殊的体型决定了软珊瑚只会留下极为微小的化石，这无疑给试图追溯其历史的科学家们带来了巨大的挑战。

但动物学家安德烈亚·卡特里尼和她的同事们并未因此退缩。卡特里尼耗费了约十年时间，对从海洋中采集的活章鱼进行测试。她将这些生物隔离在毯子下或黑暗的房间里，用实验室的镊子轻轻敲打它们，以寻找光线的迹象。最终，卡特里尼的研究小组将测试结果绘制成一个进化树，展示了不同现代八角珊瑚之间的相互关系，进而寻找能发光和不能发光的分枝模式。通过寻找与观察结果相匹配的最简单进化故事，研究人员得出结论：生物发光在这些动物中极有可能只进化了一次。随后，他们利用已被确信属于特定八角珊瑚类型的稀有化石，及时将树根植入进化树中。分析结果令人震惊，海洋环境中首次已知的生物发光进化发生在约5.4亿年前，远远早于先前估计的2.67亿年。

这一进化时间恰好处于古生物学家所称的“寒武纪大爆发”时期，当时生物多样性急剧增加，动物也首次从浅海迁移至深海。卡特里尼和威德尔都认为，生物发光在此时发展是合乎情理的，因为初级光传感器也在这个时期出现。在这样的背景下，生物发光成为了珊瑚迷惑猎物、惊吓掠食者的交流工具，如同“防盗报警器”一般。卡特里尼表示：“我认为我们的研究确实表明，这是海洋中最早的通信形式之一，也许是地球上最早的通信方式之一。这是一种迷人的交流方式，其核心非常简单。”

日本中部大学的生物学家奥巴虽未参与此项新研究，但他希望在确定八角珊瑚的生物发光不是独立多次出现的问题上能更加谨慎。他认为，如果是多次独立出现，那么这个现象的历史可能比新分析所说的更近，可能只有4亿到2亿年。不过，卡特里尼认为八珊瑚生物发光的共同机制支持了单一进化的观点。

卡特里尼和她的同事们并未止步于此，他们下一步计划分析制造荧光素酶的基因，这种蛋白质在八角珊瑚的生物发光中起着关键作用。他们希望借此了解为何一些动物似乎失去了发光的能力。

这类研究工作对于更好地描绘古地球的生态系统意义重大。想象一下，在那远古的海洋中，珊瑚散发着光芒，食肉动物在午夜的水中睁着大眼睛，生命的奇妙与美好尽在其中。

科学探索的脚步永不停歇，每一次新的发现都让我们对这个世界的过去和未来有了更深刻的理解。相信在未来，随着研究的不断深入，更多关于海洋生物发光的秘密将被揭开，为我们展现出一个更加绚丽多彩的生命画卷。