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Mar. 15 2021

這種深海鯊魚是已知最大型的發光脊椎動物

  • 在亮烏鯊的腹側有發光細胞,能發出與周遭環境相應的足夠光線,將牠們自身輪廓從埋伏在下方的獵食者眼中隱去。 PHOTOGRAPH BY JÉRÔME MALLEFET

    在亮烏鯊的腹側有發光細胞,能發出與周遭環境相應的足夠光線,將牠們自身輪廓從埋伏在下方的獵食者眼中隱去。 PHOTOGRAPH BY JÉRÔME MALLEFET

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科學家發現三種深海鯊魚──包含體長可達1.8公尺的鎧鯊──都會發光。

紐西蘭東岸的鯊魚研究員最近發現了「亮點」。近期發表於《海洋科學前沿》(Frontiers in Marine Science)期刊上的新研究中,科學家發現有三種深海鯊魚具有生物發光(bioluminescent)的現象,能透過皮膚上的特化細胞發出柔和藍綠光。

在這三種鯊魚中,能夠長到近1.8八公尺長的鎧鯊(kitefin shark)更是一躍成為目前已知能發光的最大型脊椎動物。而如巨烏賊(giant squid)等更大型的動物也能發光,不過這就脫離「脊椎動物」的範疇了。

比利時天主教魯汶大學研究員杰羅姆.馬勒費(Jérôme Mallefet)為本次研究的主要作者,他表示生物發光過去僅在十幾種鯊魚身上記錄過,因此這項發現大幅拓展了我們對此現象在鯊魚與其他海洋生物中普遍程度的了解。

在考察過程中,研究團隊從海洋的微光區(twilight zone)──海洋中在200至1000公尺深處光線微弱的水域──利用拖網撈起了少量的南方烏鯊(southern lanternshark)、亮烏鯊(blackbelly lanternshark)以及鎧鯊。

當馬勒費抓到一條鎧鯊並看著牠在研究船上亮起時,他激動得不知所措:「我看到的時候幾乎要哭出來......太激動了!」

另外兩種鯊魚比鎧鯊要小一些,而牠們都會偶爾在漁民的混貨中出現。雖然牠們並不被視為容易滅絕的物種,但人們對牠們的生活史與生物學卻所知甚少。

↑↑↑↑↑有些鯊魚竟然會「發光」?

並未參與此次研究的《國家地理》新探險家與深海生物學家迪瓦.阿蒙(Diva Amon)說,這項發現讓她感到「驚奇」,並表示:「這些發現提醒我們,我們對於深海與棲息在此的動物還有許多需要探索和理解的地方。」

漆黑中的光

在2020年1月,馬勒費和由天主教魯汶大學與紐西蘭水文和氣象研究所組成的團隊在一艘深海拖網漁船上花了一個月,將拖網捕捉到的活鯊魚放入海水缸中並移入暗室,在此觀察生物發光的跡象。

或許是出於緊迫、或許是生性害羞,僅有少數鎧鯊、南方烏鯊與亮烏鯊向研究人員展示了牠們的藍綠光,而這些個體的皮膚也被取樣用以分析。

包含螢火蟲在內的多數發光生物都有特化的細胞或器官,這些細胞或器官中含特定的化學物質──如稱為螢光素(luciferin)的化合物──會與氧氣交互作用,進而發出光芒;有些發光生物──如深海鮟鱇魚──則會透過作為發光細菌菌落的宿主,來取得光線。

會發光的鯊魚透過皮膚上稱為「光細胞」(photocytes)特化細胞來發光,但確切來說牠們是怎麼發光的長期以來都還是個謎。當馬勒費與團隊分析蒐集來的皮膚樣本時,並沒有發現任痕螢光素或是發光細菌的蛛絲馬跡。

不過,研究團隊證實這三種鯊魚和其他的發光鯊魚一樣,會利用荷爾蒙來控制光線收發:以褪黑激素這種在哺乳類身上決定晝夜週期(diurnal cycles)、誘導睡眠的化學物質來「開燈」。雖然研究人員確定了發光鯊魚是怎麼控制光線明滅,但還需要更多研究來理解背後的化學機制。

為何發光?

科學家估算,在深海中約有四分之三的生物都會發光。擁有發光能力非常有利,深海動物憑藉著生物發光,從吸引獵物到威嚇獵食者無所不包,甚至可以幫助牠們偽裝自己。

由於能抵達海洋暮光層的陽光很少,因此具備生物發光能力的動物透過自身發出足夠的光線來搭配環境,進而來隱藏自己的輪廓不被在下方的獵食者發現──這套手法稱為反照明(counter-illumination)。此次研究中的三種鯊魚在腹側都有高密度的光細胞,表明這些鯊魚很可能便是透過反照明的方式躲避如大型鯊魚等主要掠食者。

然而,這些鯊魚的其他身體部位也有光細胞,因此「反照明」可能只是這些動物運用生物發光的諸多方式之一。比如研究人員便在鎧鯊的背鰭上發現了密集的光細胞,雖然原因還不清楚,但馬勒費推測這可能有助於鎧鯊之間的交流。

加州莫斯蘭丁海洋實驗室太平洋鯊魚研究中心的主持人大衛.伊伯特(David Ebert)表示,這三種鯊魚能發光「並不意外」但依舊讓人興奮。

這是因為研究人員認為還有更多種鯊魚可能具有發光能力──據馬勒費估計,在已知的540種鯊魚中,也許有10%左右的物種會發光;但伊伯特認為即便如此,也算是相當保守的猜測。伊伯特表示,隨著深海鯊魚研究領域的進展,「這個數字還會更高」。

伊伯特與馬勒費都希望未來人們能多關注深海鯊魚一些,因為目前這些生物與牠們的棲地不僅還沒研究充分,也處於威脅之中。

馬勒費說:「拜電影《大白鯊》(Jaws)所賜,一堆人知道鯊魚會大咬特咬,但很少人知道,牠們在黑暗裡會發光呢!」

 

延伸閱讀:遠洋鯊魚和魟魚族群在半世紀內減少了近 70% / 這些鯊魚不但會走路,演化速度也很快!

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