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波多黎各的La Parguera
那么,海滩缘何会发光?海滩发光是天然存在的现象还是受到人类活动影响?荧光海滩是一幅美丽的图画,和“闻风丧胆”一词又有何关系?在解答这三个问题前,我们不妨先了解一下什么是荧光海滩,什么是赤潮,两者之间又有什么秘密。这样,问题便迎刃而解。也许,你还会从心里明白一些只能意会的事情。
荧光海滩
荧光海滩,是指一类带有荧光素的微型生物由于受到外力压迫,如海浪冲洗、水面搅动等,体内的荧光素与荧光素酶混合发生化学反应,从而引发闪光。大多数闪光时长仅有0.1秒,但因为微型生物数量极其庞大,人类视觉又带有暂留特性,最终人们便看到海水呈现荧光的景象。这种荧光通常是蓝绿色,以蓝色为主,比较少见的还有红色等。
除了海滩,海洋有时也会出现超大面积的荧光,以至离地800千米的卫星也能清晰记录。100多年前,儒勒·凡尔纳的《海底两万里》就提及这一现象的跨度超过64千米,这种荧光又叫乳海现象(Milky Seas Effect)。根据远洋轮船带回的样本,引发乳海现象的发光生物除了夜光藻,还有一种细菌——哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)。与荧光海滩不同的是,乳海现象的发生可能是基于化学刺激,例如繁殖;另外,它的发光时间也比较长,曾有观察报告指持续了3天。(之所以说可能,是因为这一现象还有很多未解)
甲藻(Dinoflagellate)是这类微型生物的主要成员。不同于肉眼可见、一样会发光的灯眼鱼、萤火鱿、栉水母等,甲藻是单细胞真核生物,它具有细胞壁,一半以上的种类还会进行光合作用。目前对它的生物分类难以定论,植物学家把它列为植物研究领域,称之为甲藻,动物学家又将之归为动物范畴,叫作鞭毛虫。
夜光藻
截至2019年12月19日,WoRMS确认甲藻这一门生物共有2402种,超过18种会发光。其中,分布最广泛的夜光藻(Noctiluca scintillans),是大多数荧光海滩的主角;马尔代夫、加利福尼亚州等海滩则以舌甲藻类(Lingulodinium spp.)的多边舌甲藻( Lingulodinium polyedrum)为主;波多黎各海滩又以麦甲藻类(Pyrodinium spp.)的巴哈马麦甲藻(P.bahamense)为主;其他常见的还有Pyrocystis属的P.fusiformis,Gonyaulax属的G.catenata、G.digitale、G.hyalina等。
舌甲藻外观以及它在加州沿海形成的蓝色波浪
荧光海滩通常发生在夜晚,但并非是因为夜晚光线昏暗才能看到。最新研究认为这类微型生物具有生物钟调节,尤其会在深夜达到最大发光亮度。不少人以为荧光海滩只发生在4个国家中的7个地区,实际上,全世界关于荧光海滩的报告非常多,包括印度、越南、日本等沿海国家都有出现,但最著名的还是这几个:
波多黎各:别克斯岛的Mosquito Bay,法哈多镇的Laguna Grande以及拉哈斯镇的La Parguera;
澳大利亚:维多利亚省的Gippsland Lakes;
马尔代夫:拉环礁的Vaadhoo island等;
牙买加:圣詹姆斯区的Montego Bay;
美国:加利福尼亚州的West Linda Mar Bay。
其中,波多黎各别克斯岛的Mosquito Bay是世界上最大、最明亮的荧光海滩。出于生态保护考虑,这里不允许下水游泳,但拉哈斯镇的荧光海滩则可以。而在国内,有关荧光海滩的新闻报告也屡见不鲜:
2014年4月,大连甘井子区大黑石浴场附近出现荧光海滩。
2014年7月,大连金石滩、海贝广场等多地再次出现大片蓝色发光海水。
2014年9月,大连医科大学校内海滩出现荧光海滩。
2014年9月26日,秦皇岛燕山大学对面海滩出现蓝色荧光海滩。
2015年1月6日,山东东营孤东海边,出现大片泛蓝海水。
2015年1月22日,香港海岸出现蓝色荧光海滩。
2017年9月14日,秦皇岛燕山大学对面海滩再次出现荧光海滩。
2018年5月7日,大连瓦房店海域出现“荧光海”景观。
赤潮
赤潮,英文叫Red tide,它是一个通俗叫法,准确的术语应该叫藻华。与只发生在淡水的水华不同,藻华是指海水中以甲藻为主的微型生物,在某种情况下暴发性增殖或聚集,从而导致一定范围和一段时间内水体变色的现象。2402种甲藻中,至少120种能形成赤潮,个别藻类还一脚踏两船,例如夜光藻,既是发光生物,又是赤潮生物。虽然习惯叫赤潮,但水体变色并非都是红色,有时还会呈现黄色、绿色、褐色等,或者不变色;而且,这一现象也和潮汐无关。
赤潮
赤潮通常是有害的,它的危害方式主要体现在以下几方面:
(1)甲藻等微型生物的繁殖以及死亡后尸骸的分解,都会消耗大量海水中的溶解氧,从而导致鱼虾缺氧窒息死亡或者逃离。
(2)没有足够的溶解氧,又会导致厌氧细菌异常活跃,水体进一步腐化,并向表层发展;而有毒甲藻的分解还会释放毒素,水质因而发臭、带毒,影响相关生物。
(3)除了杀死鱼类,超过60种有毒的甲藻还会污染贝类,而贝类的过滤性存储又会增强这些毒素,因此食用这些种贝类的人或其他它生物很容易发生中毒(神经性贝类中毒、腹泻性贝类中毒、麻痹性贝类中毒、失忆性贝类中毒)。
贝类毒素
那,是什么情况导致甲藻暴发性增殖呢?同样以甲藻为主体,为什么有的地方暴发赤潮,有的地方却出现荧光?
事实上,目前还不知道导致赤潮暴发的确切原因或具体因素,但可以肯定的是,当水里富含氮、磷等营养物质时,甲藻就会自然而然迅速繁殖起来。营养物质的暴增,可能有自然原因,也可能有人为因素,再加上某些适宜条件,如厄尔尼诺、火山爆发等,赤潮便会暴发。
虽然赤潮与荧光海滩之间并没有必然的联系,但两者的发生,显然都是水体富营养化所致。一方水土一方甲藻。例如在波多黎各或者马尔代夫,早在人类出现前,这些微型生物便已在这里安家,会发光可能是一种防御机制,从而让它们与其他物种构成良好、可持续的生态平衡。然而,某些海滩平时并没有荧光,现在突然出现大片蓝光,这极有可能是因为水体富营养化所致。水体富营养化,既可以带来发光生物,也可以带来赤潮灾害。前面提及的澳大利亚吉普斯兰湖便是因为2011年发生洪灾而导致水体有机物过剩,夜光藻得以大量繁殖,从而形成“荧光湖”。
不管有意无意,人为因素影响着生态平衡。例如,放任残留的化肥、生活污水、工业污染物等排入江河而不加控制,无一不是在增加风险;而个人乱丢垃圾、不注意卫生看似小事,其实也在增加风险。科学研究发现,南亚地区的露天排便也是赤潮的形成原因之一。浪漫是建立在美好的基础上,特别是美好的大自然环境!但如果我们不珍惜,对大自然漫不经心,想爱就爱,不想爱就伤害,最终是害人害己,而到“丧胆”的时候,谁都后悔不及。古人云:勿以恶小而为之,勿以善小而不为。
来源:海洋欢乐谷公众号 https://mp.weixin.qq.com/s/GmBUhHcCGX4WaMCBb_Pvgw