浮游生物可对云层光线变化做出敏感反应

2021年09月19日 09:45 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

在夕阳的提示下,成群结队的浮游动物和小鱼每晚从海洋深处迁移到海洋表面,在黑暗的掩护下躲避捕食者。黎明时分,它们又游回数百英尺深的海洋 "黄昏区",进入更暗、更安全的水域。一项新的研究表明,部分浮游生物会根据光线环境反复上下游动,并能对云层的阴影做出反应。只不过这些反应是非常微小的,以至于逃脱了船上海洋学家的注意。

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该研究的主要作者,罗德岛大学海洋学研究生院的 Melissa Omand 博士说:“我们的发现提出了一些非常好的问题,即这种日常行为是否有进化或生态优势?新发现的高频率小范围浮动,似乎也大大增加了浮游动物的代谢需求,同样,它们也有能力减少地球大气中温室气体二氧化碳的积累”。

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对光照强度(白线)和浮游动物丰度(黑线)与海洋深度(z,米)的测量表明,当云层阴影阻止阳光照射到海洋深处时,浮游动物会向上游动,以保持它们喜欢的亮度的水。当云层变薄或经过时,浮游动物又往下游。模型结果(紫线)显示,浮游动物对亮度变化的反应只有10%或20%--对船上的工作人员来说,这是一个难以察觉的差异。来自于:Melissa Omand/URI和Deborah Steinberg/VIMS

与 Omand 一起参与这项研究的还有威廉玛丽学院弗吉尼亚海洋科学研究所的 Deborah Steinberg 和 Karen Stamieszkin 博士,他们是本月《国家科学院院刊》的封面故事。他们的发现来自于2018年美国宇航局EXPORTS现场活动期间在东北太平洋收集的数据。

Steinberg 表示:“对于这么小的生物,许多只有米粒大小,每天迁移 900 英尺,相当于我们人类每天步行 25 英里来回吃早餐”。

她补充道:“我们已经知道每天的垂直迁移--这是为了躲避视觉捕食者的一种适应,已经有一百多年了,但我们不知道这种高频率的迁移也在发生。这表明我们对深海生物的生态和行为仍然知之甚少”。

该团队使用一个测量表面阳光的辐射计和一个可以探测水中浮游生物的类似声纳的装置来收集他们的数据。比较这两个数据流显示,当云层变厚使阳光无法到达海洋深处时,浮游动物会向表面游去,以保持在它们喜欢的亮度的水中。当云层变薄时,它们会游回地面。根据 Omand 制作的一个模型,浮游动物对亮度变化的反应只有10%或20%--对船上的科学家来说,这是一个难以察觉的差异。

Steinberg 说:“这些小动物对光线的敏感程度令人吃惊。在我们整个 6 周的巡航中,几乎都是阴天,但我们发现一些浮游动物在某种程度上能够探测到仅由云层厚度变化引起的非常微妙的光强度变化并作出反应。有云层经过的环境和其他晴朗的天空可能会诱发更明显的小型迁移”。

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