原标题:珊瑚明明那么美,为啥常见的却很黄?
博物
(ID:bowuzazhi)
作者:李琰
如果你去海边玩,在沙滩上可能会看到一些“珊瑚碎片”。它们硬邦邦的,也没什么色彩。
《珊瑚死亡之谜》
其实这只是珊瑚的骨骸碎片,真正活的珊瑚都生活在海里,而且非常美。活珊瑚不但形态各异,色彩鲜艳,甚至说一句妖艳绝美也不为过。
色彩绚丽的珊瑚
珊瑚虫里藏着小海藻
如果你去近海浮潜,就会发现那里的珊瑚大都是黄褐色的。
因为近海是造礁珊瑚的地盘,黄褐色套装是造礁珊瑚的标配。严格说来,造礁珊瑚的珊瑚虫本身近乎透明,之所以呈现黄褐色,是其体内虫黄藻的功劳。
显微镜下的虫黄藻/B站@Orchidbear兰熊
虫黄藻是一种单细胞海藻,直径只有微米级别。它体内配备“光合色素”,有光就能通过光合作用过“自养”生活,这种光合色素呈现的颜色就是黄褐色。
在海水中,虫黄藻是能独立生活的,但更愿意做珊瑚的“房客”:不仅受“房东”庇护,还能坐收二氧化碳等光合作用原料;而它生产的有机物和氧气,也供给珊瑚虫生长,权当交了“房租”。不过虫黄藻只在光线充足的浅海生活,所以黄褐色套装,只在浅海珊瑚中流行。
《寻找珊瑚海》
虫黄藻属于“外来插件”,无性繁殖的珊瑚虫可以直接继承。而由受精卵发育成的珊瑚虫,就只能自己招募虫黄藻了——珊瑚虫会发出特殊信息素,引虫黄藻到身边,再用触手捕获、塞进嘴里。
进入消化腔的虫黄藻并不会被分解,而是完好无损地“渗透”入珊瑚虫体内,别忘了每粒虫黄藻只是一个微米级别的袖珍细胞。虫黄藻进入珊瑚虫体内后,不仅光合功能照常,还能分裂繁殖、扩大种群。
珊瑚虫体内的虫黄藻可谓是非常多,在1立方毫米的珊瑚虫组织中,就能容纳超过3万只虫黄藻!不过太多了也不好,珊瑚虫会主动“吐”出些虫黄藻,恢复平衡。
大家肯定听说过“珊瑚白化”,这是因为近年来气候变暖,在海水升温、酸化的刺激下,大量虫黄藻选择逃离珊瑚。那些失去虫黄藻的珊瑚,就会变成白色。
下面是逐渐白化的珊瑚
看着让人太心痛了
纪录片《追逐珊瑚》
由于造礁珊瑚大都对虫黄藻的依赖性很强,珊瑚白化后,短时间内还能扛“饿”,只要及时招来新“房客”,还能恢复黄褐色。要是“空房”时间过长,珊瑚虫就会饿死,珊瑚就只剩皑皑白骨了。
但如果只是珊瑚枝端发白,未必就是珊瑚白化,也可能是新生的珊瑚虫还没招来虫黄藻。
鹿角珊瑚的枝端发白/wikipedia
彩色珊瑚靠蛋白
除了黄褐色,珊瑚的其他色彩都是由色蛋白和荧光蛋白造就。
所谓“色蛋白”,乃是一大类蛋白质的统称,它们与色素分子结合后,会呈现不同颜色。比如人血液中的血红蛋白,便是色蛋白的一种。珊瑚体内的不同色蛋白,能呈现出红色、粉色、蓝色和紫色。
纪录片《追逐珊瑚》
图/Wikipedia
这颗火红的圆盘海葵,是珊瑚的近亲。它那一身大红妆,也是色蛋白的功劳。
此外,许多珊瑚还自带荧光效果。水族馆里养珊瑚,上方常设有蓝紫色灯光,灯光打开,珊瑚就发出幽幽绿光,或是描上荧光绿的镶边,颜值爆表。
泛着绿色荧光的珊瑚
石珊瑚目的肾形真叶珊瑚,体内富含荧光蛋白,在日光下就能显出绿色荧光。
这种荧光效果,源自珊瑚体内的“荧光蛋白”,这些蛋白能被特定波长的光激发出荧光。比如最常见的绿色荧光蛋白,受蓝光和紫外线激发。
绿色之外,珊瑚身上的荧光蛋白有几百种之多:黄色、红色、橙色……有时一株珊瑚上,就能发出好几种荧光。
这棵细枝鹿角珊瑚上,拥有黄、绿、紫3种色彩,各由不同的“染料”所绘。
最近有研究显示,珊瑚的色蛋白与荧光蛋白的结构非常近似,甚至有的色蛋白还能转变成荧光蛋白。
为啥珊瑚会发荧光?
海洋中有不少荧光生物,也都是靠荧光蛋白发光发亮。我们之前讲过的萤乌贼,就能靠荧光吸引猎物。
萤乌贼浑身布满发光器,黑夜中会发光。
然而珊瑚虫并不需要这样捕猎,靠共生的虫黄藻和滤食有机碎屑就足以维生。那么珊瑚虫为何要耗费能量,演化出荧光技能呢?
目前对此尚无定论,不过科学上有3种假说:
保护珊瑚虫
热带、亚热带地区紫外线强烈,珊瑚虫身体柔软,容易被灼伤。荧光蛋白能消耗、转化紫外线的能量,起到保护作用。
养活虫黄藻
不同波长的光,穿透海水的能力有差别:短波光强,长波光弱。到了一定深度,就只剩下短波的蓝紫光。而光合作用需要长波光加持。荧光蛋白吸收蓝紫短波光,发出波长较长的绿光,有助于提高虫黄藻的光合效率、将虫黄藻带入更深水域。
吸引虫黄藻
珊瑚虫发出的绿色荧光,犹如海中灯塔,能引来虫黄藻,是给自己招徕“房客”的“招牌”。
撰文、摄影 | 李琰
微信编辑 | 谢爽
本文原载于《博物》杂志2021年4月刊
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