深海虾在其捕食者(一种蛇鱼鱼)上喷出生物发光化学物质。

深海虾在其捕食者(一种蛇鱼鱼)上喷出生物发光化学物质。伊迪丝·威德(Edith Widder)

面试

一位科学家揭示了深海世界的生物发光魔力

在接受采访耶鲁环境360,海洋生物学家伊迪丝·维德(Edith Widder)谈到了她对深海生物发光生物世界的开创性研究,并警告从拖网到油钻孔,这会危及这种隐藏的领域。

直到最近,世界海洋的深处几乎完全没有探索。188最新下载地址但是,潜水技术的进步越来越多地为科学家带来了这个鲜为人知的宇宙的窗口。这次探索的领导者之一是海洋生物学家伊迪丝·维德德(Edith Widder),他已经广泛研究了生物发光或产生光的生物,这些生物利用这种特征在黑暗中进行交流,捍卫自己和狩猎。除其他事项外,Widder与工程师合作开发了高度敏感的深海浅色仪表和特殊相机,例如远程操作眼睛,可以实时监视海底。

在接受采访耶鲁的环境360,Widder - 最近出版的书的作者在黑暗的边缘下方:探索深海的光和生命的回忆录-talks about the surprising strategies that bioluminescent creatures employ to survive in a world without light, explains why deep-sea research remains woefully underfunded, and laments that with the advent of deep-sea fishing, mining and oil drilling, “we’re exploiting the [deep] ocean before we even know what’s in it我们当中那些一直在潜水并看到的人……这些华丽的海底花园充满了生物发光的珊瑚,这些珊瑚刚刚变成了瓦砾,这是令人痛苦的。”

伊迪丝·威德(Edith Widder)。

伊迪丝·威德(Edith Widder)。汤姆·斯莫耶(Tom Smoyer)

尽管如此,尽管世界海洋状况恶化,但威德(Widder),联合创始人海洋研究与保护协会,说她仍然希望对海洋环境的袭击可以扭转:探险家必须是乐观主义者。188最新下载地址您不断面临挫折,困难和问题。而且您必须成为问题解决者。”

耶鲁环境360:当您在大学新生时,您几乎在手术后死亡。你暂时失明了。您对光线的专业兴趣是否以任何方式陷入困境?

伊迪丝·威德(Edith Widder):毫无疑问,当您被剥夺时,视觉变得如此宝贵。我确实认为,当我试图思考那个世界上如此黑暗中的动物的生活时,我的失明经历帮助了我,只有偶尔的光线闪烁,这就是我的世界一段时间的样子。

E360:深海有时被称为永恒的黑暗世界,但是当您第一次深入潜水时,您会写道,就像7月四月四月。

Widder:好吧,我知道会有生物发光。我什么都没发现。我只是完全没有准备多少,因为这个烟花表演围绕着我,并被任何动作引发。

E360:当您撞到它们时,为什么这么多生物发光生物会亮起?

Widder:有很多动物将其发光化学物质释放到水中,以分散捕食者的注意力。但是对于其他人来说,它可以发出信号:“不要吃我,否则你会因为我刺痛你而感到抱歉。”或“我有毒。”一些鞭毛鞭毛使用特别明亮的光作为窃贼警报,在那里它是尖叫声以寻求光线。如果某事正在攻击他们,他们会制造出这种光,以吸引更大的掠食者,以攻击他们的攻击者。

E360:您写道,生物发光的鱼是地球上最成功的脊椎动物。产生光线的能力是成功的很大一部分吗?

Widder:很大一部分 - 地球上99.5%或更多的生活空间是海洋。但是海洋与陆地王国是如此不同,因为没有树木或灌木丛可以藏在后面。动物必须弄清楚如何在不隐藏的地方藏在一个地方。许多动物的腹部会产生生物发光,与上方的阳光的颜色和强度完全匹配。这些鱼正在使用其生物发光进行伪装[从下面的捕食者中]。

Atolla vanhoeffeni,一种生物发光的深海水母。

Atolla vanhoeffeni,一种生物发光的深海水母。伊迪丝·威德(Edith Widder)

这就是称为反刷子。他们非常聪明。它们的过滤器完美匹配颜色。它们的镜头可以确保灯的角度分布与阳光从水中降落的镜头完全匹配。如果云层越过阳光并使阳光变暗,他们会昏暗。这是完美的掩盖装置。

E360:这真是太神奇了,而且违反直觉 - 使用光藏在掠食者身上!为什么光对于在深海中生存如此关键?

Widder:随着海洋开始充满更快的速度和更具侵略性的掠食者,动物的选择压力很大,以发展视力增强,并增强了视觉信号,以生活在黑暗中。那就是生物发光的地方。

E360:这也可以解释以下事实:在海洋中,生物发光比在干燥土地上更为普遍?

Widder:正确的。少数人,例如萤火虫和一些earth,cent。但这在陆地上确实很少,因为有很多藏身之处。海洋中没有选择生物发光的土地的选择压力。

E360:那里有一些非常奇怪的生物。您可以撰写有关剑齿毒蛇鱼的文章,该蛇齿毒鱼具有多种不同类型的生物发光来实现不同的目的,以及散发出蓝色和红色灯光的燃灯鱼。你有最喜欢的吗?

Widder:好吧,停火鱼绝对在我的清单上很高。当我试图开发海上摄像机系统并试图找到一个可以正常工作的照明系统,这使我可以看到动物,但没有被它们看到的动物,我复制了stoplight鱼,所以我觉得我欠它的东西。

E360:为什么停火鱼有两个不同的颜色灯?

眼中的相机系统。

眼中的相机系统。伊迪丝·威德(Edith Widder)

Widder:那里的大多数动物只能看到蓝光,只发出蓝光,而燃灯可以发出并看到红灯。它使用红灯像狙击瞄准镜一样偷偷溜到它可以看到的动物上,但他们看不到它。它还可以将其用作私人通信渠道,以吸引伴侣而不吸引较大的掠食者。

E360:还有蓝光?

Widder:蓝光将是可能用于狩猎猎物的远光灯。

E360:除了寻找伴侣,还在进行哪些其他类型的交流?

Widder:我们看到了不同动物中这些相当复杂且截然不同的闪光。除非我们可以坐在那里并观察自然主义者在陆地上的方式,否则我们永远不会确定他们在交流什么,除非您躲在盲人后面,并且您一直在看一段时间。我们没有在深海中没有机会,所以这就是为什么我专注于尝试开发可以留在海洋中的观察系统,并且可以安静地坐在那里,看不见。

E360:您一直在写一台海底摄像机,该摄像头一直在录制发生的事情。

Widder:他们基本上在蒙特雷峡谷的底部放置了一个电源栏,因此您可以插入不同的实验。我的相机插入了那里八个月,这是一个很长的观察时间。

E360:我们是否知道科学仍然不知道有多少物种?

Widder:真的,我们没有。因为有像巨型鱿鱼这样的生物。直到2012年,我们才活着。它太快了,太狡猾了,无法在我们的网中捕获或从潜水员那里看到。我们只知道它们,因为它们死后碰巧漂浮。我们从未见过的动物可能会有很多。

一只巨型鱿鱼在2012年被摄像机捕获。

一只巨型鱿鱼在2012年被摄像机捕获。伊迪丝·威德(Edith Widder)

E360:据说海底的映射效果不如月亮的黑暗面。为什么缺乏探索?到达那里的技术在技术上太困难和昂贵吗?

Widder:显然不是。如果我们可以花数万亿美元去火星,那不是挑战。深海探索始终是长期资金不足的。NASA基本上在60年代写了一张空白的支票,因为我们必须击败苏联。海洋并非如此,因此海洋在很大程度上没有探索。188最新下载地址

通常的常规是探索然后利用环境。188最新下载地址我们设法在海洋中向后做。在我们甚至知道其中的内容之前,我们正在利用海洋。我们只是将大量的垃圾和塑料污染以及化学污染和营养污染倾倒到海洋中,与此同时,我们将每最后一条鱼类拔出。我们到处都有入侵物种。我们正在拖曳海洋的底部。

E360:在某些情况下,我想象当您通过拖网摧毁底部的生态系统时,它确实永远不会回来。

Widder:这些华丽的海底花园充满了生物发光的珊瑚,它们是魔幻的地方,花了1000多年的成长。我们用一个底部的拖网将它们擦掉,以进行一只虾。我们当中那些一直在潜水的人,看到了这些已经变成瓦砾的花园之一,这是令人痛苦的。该生态系统将在我们的一生或一生中永远不会再维持生命。这一切都只是看不见的。

使用生物发光的诱饵绘制其猎物的钓鱼鱼。

使用生物发光的诱饵绘制其猎物的钓鱼鱼。伊迪丝·威德(Edith Widder)

现在我们有了海底采矿那即将上线。中国正在建立深海钻探和采矿业务。我们遭受了河口和湿地的破坏,这些河口是海洋的托儿所。然后丧失珊瑚礁和海冰栖息地。它只是继续下去。而且我们甚至还没有用户手册为我们的海洋手册,更不用说修理手册了。

这是我们生命支持系统的重要组成部分。海洋一直在缓冲我们自己的愚蠢,吸收了我们一直在空气中抽入的所有二氧化碳以及所产生的所有额外温暖。但是它不能再做了。因此,pH值下降,因为当二氧化碳溶解在海水中时,它会形成碳酸。然后,一旦海洋酸化,许多重要的钙化剂(如珊瑚)就无法再建造骨骼了。所有这些事情都导致了我们可能无法从中恢复的转折点。

E360:当您潜入潜水车,进入深海时,您有时会想:“我是地球上最早看到这种令人难以置信的生活的人之一。而且,如果我们人类不团结起来,我可能是最后一个看到这一点的人之一。”

Widder:这是不可估量的比例的悲剧。我的悲伤也是,我们似乎无法传达这有多认真。人们不了解在海洋星球上生活的含义。我们可能正在改变代表3亿立方英里的海洋化学的事实令人震惊。而且我们在大约一个世纪内就完成了这项工作。

我们与在这个星球上生活的含义没有足够的联系。这是我们现在知道可以维持生命的宇宙中唯一的岩石。它做到这一点是一个奇迹。这绝对是一个令人惊讶的复杂系统,所有这些出色的制衡和平衡都在数百万年的时间内发展。而且我们在短时间内将它们更改。

E360:您能告诉我们一些有关您在2005年找到的组织,ORCA,海洋研究与保护协会的信息吗?

Widder:我住在佛罗里达州东海岸的惊人156英里长的河口,曾经被指定为美国最生物多样的河口。188金宝搏亚洲体育搏彩像许多河口一样,如今承受着压力,我们开始有很多有毒的藻类开花和棕色的潮汐,这使海草无法生存,这意味着海牛现在正在饿死。该系统正在崩溃。

竹子时,竹珊瑚角弯曲时会亮起。

竹珊瑚角弯曲挠性触摸时点亮。伊迪丝·威德(Edith Widder)

河口在海洋地区的比例很小,但是它们的影响很大,因为这么多动物在那里花费了一部分生命周期。许多动物进入河口生孩子,因此他们的婴儿将有一个可以藏起来的地方。海草草地和红树林根是关键的栖息地。我们看到了这些极为重要的生态系统的巨大破坏。

当我开始ORCA时,我的重点是开发实时水质监测系统。因此,我们创建了这些看起来像天气图的污染图,其中红色是有毒的,蓝色是无毒的。我们有一项鱼类监测计划,我们正在从河口收集鱼并测试毒素和重金属。我们正在尝试开发新的被动污染传感器,这些传感器是低成本且易于部署的,人们可以在任何地方使用。

E360:您对我们要离开海洋的年轻人怎么说?您发现很难充满希望吗?

Widder:偶尔,但是我真的在努力。因为我认为很多孩子被厄运和忧郁所拒之门外,以至于他们认为这是绝望的。我真的试图培养需要探索的需求。因为探险家必须是188最新下载地址乐观主义者。您不断面临挫折,困难和问题。而且您必须成为问题解决者。我们现在需要的是解决问题的问题,他们将不得不探索地球,并弄清楚如何解决这些问题。188最新下载地址