顯微鏡操作潛水員們發現神秘發光的巨型蛤蜊,
作者: 發布時間:2022-07-02 17:30:23點擊:1970
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蝴蝶翅膀和孔雀彩色屏幕吸引配偶和迷惑食肉動物。巨型蛤蜊在淺灘巖石上有什么用呢
科學家發現,在巨蚌的地幔內部,有圓柱形的藻類,在每一個圓柱形的虹彩細胞的頂部形成一個收集陽光的覆蓋物。艾麗絲細胞不僅將陽光引入光合藻類,而且還反射藍光和紅外光。將光照回水中,使蛤蜊向藻類散發光,保持蛤蜊脂肪,防止蛤蜊被熱帶陽光曬干。這不僅指導生物能源的前景,而且還開發了相應的散熱技術,但是氣候變暖,海水酸化。旅游潛水和非法捕魚正威脅著巨型蛤蜊的生存。此外,雖然在此基礎上開發的應用程序可以產生長期回報,但沒有人愿意在如此低劣的應用中進行短期投資。
西太平洋帕拉島附近的N格爾米特灣附近的巖石島形狀像樹木的樹枝。艾莉森·斯威尼潛入水中,在陡峭的珊瑚礁上漫步。珊瑚礁有50米寬,她正在拍攝她所看到的每一只巨蚌。在帕勞群島的長時間潛水會像在世界其他地方一樣,使皮膚起皺紋。
但是對于Sweeney來說,觀察和拍攝蛤蜊還是比較容易的。Sweeney是賓夕法尼亞大學的生物物理學家。蛤蜊像功夫里的毒蛇的嘴唇一樣把身體擠出殼外,但它的軟件是螺旋形或波浪形的,并且發出藍色、紫色、綠色、金色甚至兄弟色。這些蛤蜊中更大的是0.3米寬,但大多數是藏紅花硯十幾厘米寬,而且藏紅花硯在礁石上生活得比較高。從恩格爾米德灣的珊瑚礁和礁石的各個方向,都可以看到這些蛤蜊發出的五彩繽紛的光。
Sweeney在帛琉國際珊瑚礁中心的實驗室里呆了很長時間,然后她和其他三位科學家決定游到離海岸1.6公里的珊瑚礁水域巨蚌的棲息地。看到果蝙蝠倒臥在樹上,水里有很多珊瑚。由于恩格爾米德灣的天然熱和酸性,這里的一些珊瑚已經漂白了。恩格爾米德灣也被稱為日光灣,但是當地領導人和政府更喜歡稱之為恩格爾米德灣。因為它是一個土詞。
甚至生活在漂白的珊瑚上的蛤也能發出跳動的顏色。Sweeney把相機拿到蛤附近。當一只蛤感覺到什么東西靠近時,它會把軟件縮回波浪形的殼里。這些蛤就像童話里的生物一樣,忍不住用自己的聰明才智吸引人們的注意。螞蟻燈。
圖片說明:一只生活在澳大利亞大堡礁海中的巨型蛤蜊的外皮仍然閃閃發光。
正是這種光吸引了Sweeney對蛤的注意。位于菲律賓和關島之間的帕勞是一個由300多個島嶼組成的共和國。它是歷史上已知的7種巨型蛤類的家園,重250公斤,寬1.2米。在硯石(Inkstone),雙殼類動物中更大的貝類,還有美麗的有溝的鱗狀硯。Sweeney在2009年次到帕勞群島研究動物的顏色,當時她是加州大學圣巴巴拉分校的博士后研究員。閃著藍光的蝴蝶的翅膀或魷魚皮反射的光,是動物用來吸引配偶或迷惑捕食者的視覺信號。巨蚌發出的光不是這種視覺信號。那么這種光代表什么呢
從那時起,Swiney和她的同事們發現蛤蜊發出的光實質上是太陽轉化的外部光。經過數百萬年的優化,發光蛤蜊有能力轉化陽光和生物燃料。Swiney和其他科學家相信,在全球變暖的背景下,巨蚌進化的這種能力可能激發替代燃料技術和其他工業解決方案的發展。前夕。
記者Cynthia Barnett漂泊在恩格爾梅德灣的水面上,等待著斯威尼隊的回歸。在這座古老的巖石島上,帕勞島上日落日落,果蝠醒來,移動翅膀,打開夜生活。當夜幕降臨時,巴內特開始行動起來。向岸邊望去。
Sweeney是最后一個回來的。Sweeney不愿意離開蛤,因為她想揭開這些軟體動物的秘密。
帛琉男人聚會的特殊場所叫白琉,那是一座用木頭建造的茅草屋,上面有色彩鮮艷的木梁,還有海果蝙蝠和大蛤蜓的肖像。但是只有一個白琉,位于巴別島更大的島嶼——巴別島艾萊。每棟樓的盡頭走廊上都有果蝙蝠,以示尊敬,甚至對最重要的領導人也是如此,因為果蝙蝠在帕勞文化中是謙遜的象征。果蝙蝠的肖像畫底部也有黑白條紋,看起來很程式化。巨大的蛤。在帕勞的傳說中,巨大的蛤代表力量和毅力,埃拉希歷史文化保護辦公室的埃爾薩·薩格說。埃爾薩·赫格爾還帶巴內特參觀了他出生的村子里的巨型蛤文化。
帕勞群島的居住歷史至少可以追溯到3400年。從一開始,巨型蛤蜊就是當地人的主要食物來源,人們甚至用巨型蛤蜊來崇拜神。島上許多最古老的工具都是由厚厚的蛤蜊制成的,比如鋒利的斧頭、鑿子和堅硬的夯錘。數量超過四分之三,但在接下來的幾個世紀里,巨蚌殼的比例下降了。考古學家認為,島上的早期居民起初過度捕撈巨蚌,當他們意識到巨蚌數量已經減少時,就停止捕魚。帕勞在古代有環境規定,如禁止在危急產卵期捕魚,或改變當一個物種顯示出過度捕撈的跡象。
18世紀,基督教開始成為帕勞的主要宗教,在此之前,帕勞文化,傳說的創作,大海還是水,有一只巨大的蛤蜊呼喚生命的到來。人類是人類的母親,Latmikaik是在風暴和海流的幫助下誕生的。
拉米凱克能喚起一些幼體巨蛤,而巨蛤則在它們生命的頭兩個星期在海流中游泳。在安定下來之前,漂浮的巨蛤必須找到并喂養一到兩個光合藻類。然后這種光合藻類可以自我繁殖以形成更多的藻類。巨大的蛤蜊幼蟲吃很多藻類,它長出一點硬殼和一只腳。大蛤蜊用它的腳在海里游泳,尋找一個陽光充足的地方定居下來,因為光能刺激光合藻類的生長。當大蛤蜊在淺灘或礁石上選擇一個光線充足的棲息地時,藻類大量繁殖,而大蛤蜊與藻類形成共生。
這種被稱為黃藻的藻類保持了蛤蜊賴以生存的脂肪,并獲得它們神靈賴以生存所需的糖。作為交換,宿主蛤蜊可以為藻類提供一個安全的棲息地和充足的日光,蛤蜊可以地控制光的劑量。這些相互纏繞的生命周期提出一些科學問題,比如蛤蜊在不太熱的時候如何收集如此強烈的赤道光。蛤蜊如何將光均勻地分布到成千上萬的藻類中也許最緊迫的問題是,蛤蜊如何在溫暖、酸性的海洋中保持這種彈性
恩格爾明灣的水溫像浴缸里的水一樣溫暖,巴內特和阿曼達·霍爾特,斯威尼團隊的兩位博士后研究員,還有靜才一起游泳尋找巨蛤。以前,巨蛤是最常見的野生動物,但現在它們很稀少。
帕勞群島和其他太平洋島嶼的居民喜歡吃大蛤蜊作為主食,生檸檬,慢煮椰子湯,烤薄餅,或切片和腌制。大蛤蜊的殼像象牙,可以做成品。大蛤蜊的內收肌可以做成高端海灣。一些世界上最嚴格的海洋保護法以及巨型蛤養殖在一定程度上保護了野生巨型蛤。帕勞海洋文化示范中心每年為當地漁業培育數千只巨型蛤。恩,他們把它們賣給餐館或水族館,從而減輕了野生巨蛤生存的壓力。但是其他海洋島國捕撈野生巨蛤如此之重,以至于它們自己的水已經用盡,它們已經開始接受帕勞群島的想法。結果,帕勞共和國近60萬平方公里成為越來越多的非法外國漁民的目標。
巴內特和研究小組的兩名成員在下午只發現了一只巨蚌。但是相對較小的紅色蛤蜊很常見。記者在一塊珊瑚石中發現了20只紅色的番紅花。紅色番紅花的柔軟表皮叫做地幔,發出敲打的光。蚯蚓呈現鐵藍色斑點。深色蚯蚓的綠色斑點環繞著一條亮綠色的帶子。蚯蚓的旁邊是一只像蜥蜴皮的黃綠色的蛤蜊。這些蛤蜊就像經過的美人魚從它們的頭發上摘下的活的橡皮帶。
這些色彩斑斕的色彩掩蓋了恩格米德灣的酸化和變暖,像珊瑚、巨蛤和黃藻也是密切相關的,也會受到海水變暖和漂白的影響。在這種壓力下,蛤蜊會排放藻類,藻類會帶走珊瑚。或蛤蜊,最終殺死蛤蜊。但是,盡管全球海洋形勢正在發生變化,但野生蛤蜊仍然在恩格爾梅德灣繁衍生息。
繁忙的珊瑚島帕勞國際珊瑚中心的首席執行長生物學家尹南·戈爾布解釋說,海水對恩格爾梅德灣的侵蝕影響很小,與外部生態系統隔離,因此蛤類不受影響。把蛤蜊的幼蟲限制在海灣,使它們能夠適應惡劣的環境。顯然,大自然給我們提供了不同的適應能力,格羅斯先生說。我們需要理解和傾聽大自然,并從這些差異中學習。
傾聽自然是生物與物質科學相結合的關鍵,斯威尼是伊利諾斯人。她在大學里主修生物學,但她也參加了其他課程。當斯威尼在大學上了她的門物理課時,她發現通過生活結構研究生命,面對許多關于進化生物學的問題,帶來了一種秩序感。二十年后,Swe。埃尼成為賓夕法尼亞大學物理系和天文學系的位受雇生物學家。她仍然對有機體的效率感興趣,比如槍枝的眼睛鏡片的靈敏度,或者巨蛤把陽光轉化為能量的能力。
在某種意義上,對巨蛤的實驗室研究類似于帕勞文化傳說中巨蛤的特征。生態系統的特征使得土木工程師們想出了更加獨特的設計,材料科學家們也想出了更加獨特的設計,他們不僅能得到觀賞者的靈感。創造生物,也為未來繪制現實藍圖。
在距離地球15000公里的另一邊,一月下雪時,巴內特參觀了一個巨型蛤研究中心。費城是斯威尼實驗室所在地,自然科學院是北美最古老的軟體動物收藏館。該所成立于1812年。現在是德雷克塞爾大學的一部分。它有維多利亞時代的收藏品和現代技術。在研究所的頂層,有1000多萬個樣品,都是完整的巨型蛤殼和不到1毫米的小螺旋,儲存在13500個鋁制抽屜里。
要了解人體,我們不僅要了解人體,還要了解人類的歷史。同樣,要了解軟體動物,不僅要了解動物的肉體,還要研究它的殼。德萊克斯大學的生物地球化學家米歇爾·甘農可以從貝殼上讀蛤蜊帕勞的生活故事。
在研究所的地下室里,有許多有臭味的哺乳動物標本和切下來的動物的角。加農指著斯威尼研究小組收集的藏紅花硯殼,硯殼由一臺機器打開,其橫跨剖面的灰羽環標志著蛤蜊的年齡,就像樹環。通過掃描電子顯微鏡(SEM),加農可以更仔細地觀察這些環,并且她可以從這些幾微米寬的晶體中讀出蛤的日周期。貝殼由碳酸鈣、鈣原子、碳原子和三個氧原子組成,蛤能根據水溫、蒸發速率和其他條件構造出不同量的16和18個氧同位素的貝殼。FANEN同位素可以反映蛤蜊環境的日變化。
當加農把這些生物檔案結合在一起時,他可以得到蛤的環境的詳細歷史,甚至每天接受的陽光量。在晴天,蛤的生長速度比陰天快。
第二天,Barnett在賓夕法尼亞大學會見了Swiney和Swiney的合作者Shu.。她還在大學的物質結構研究實驗室工作。大廳里有一張巨大的蛤蜊特寫照片,上面有熱帶藍光。
楊舒的職業生涯始于朗訊技術貝爾實驗室,她在那里研究光在電信領域的應用。楊舒在賓夕法尼亞大學度過了14年,她和她的實驗室里20多名研究人員正在根據自然形態制造材料。模擬了荷葉自凈、壁虎足和牛蒡種子的粘附、不同顏色的蝴蝶翅和甲殼蟲殼的拒水能力,模擬了大蛤的光合效率。
這項研究從蛤蜊發出的光開始。蛤蜊的顏色和色素的顏色不同。蛤蜊皮的光、孔雀羽毛的顏色、蝴蝶翅膀的顏色都是物理效應。當這些生物的納米級晶格與光相互作用時,就會出現這些顏色。科學家稱這些晶格為光子晶體。材料科學家如楊什。U渴望制造這樣的晶體,并將它們應用于現實。例如,更快的光纖和更高效的光伏電池。
蝴蝶翅膀上閃閃發光的格子和孔雀羽毛似乎是為了吸引異性而發展起來的。但是蛤蜊的發光細胞,彩虹色的細胞,吸收太陽光線,當然,浪漫地,我們可以理解蛤蜊正在向太陽求愛。蛤蜊的外套里面Swinny發現,有藻類柱,在每個柱的上方,彩虹細胞形成一個覆蓋物,收集陽光。彩虹細胞引入聚光并散射收集的光,使藻類能夠進行光合作用。楊樹說,通過圓柱體將余下的光反射回水中,這樣蛤蜊不僅可以避免被熱帶陽光曬干,還可以為藻類提供燃料。我被它深深地吸引住了,它是蛤蜊的自組裝,而且成本仍然很低。
楊舒花了幾年的時間制作昂貴的光子晶體。楊舒和她的團隊與斯威尼合作,作為來自科學基金會的特殊跨學科資助的一部分,發現鑲嵌在凝膠中的二氧化硅納米顆粒模仿了光散射特性。光蛤蜊的彩虹細胞。最重要的是,他們可以在不花很多錢的情況下做到這一點。
加州大學圣地亞哥分校藻類生物技術中心主任斯蒂芬·梅菲爾德說,提高藻類生物燃料效率的成本很高。梅菲爾德說,已經證明我們可以種植更多的藻類,并且可以將其轉化為燃料。我們沒有做到這一點。收購是因為我們社會不愿意在短期內投資于能產生長期回報的技術。在當今社會,甚至還引入了補貼,以保持化石燃料的廉價,這表明新能源環境的發展。
英國建筑師邁克爾·鮑林以將生物設計引入建筑和工業建筑而聞名。邁克爾·鮑林說,世界各地的挑戰是相似的。投資者正在抑制前期成本,即使發展起來,也沒有定價標準,即使價格很低。碳能源對世界有利,仍然沒有經濟刺激。
Sweeney和Yang相信以巨蚌為靈感的生物反應器將比現有的生物燃料生產方式更有效、更便宜。這種新的生物反應器能否建成目前是一個問題,而現在,由于投資問題,楊樹和他的團隊將首先解決。海藻問題。但是到目前為止,雖然已經成功地模擬了蛤的虹彩細胞散射特性,但是實驗室中還沒有成功地誘導出海藻細胞來顯示蛤的特性。楊樹和其他人都不知道要花多長時間來制作。這種情況發生了。
回到恩格爾米德灣的水域,來自斯威尼的博士生林肯·雷姆的手臂上有一個巨大的蛤紋,就像帕勞的白人家庭上的一個巨大的蛤紋。雷姆在得克薩斯州的帕勞家庭長大。當他還是個孩子的時候,他去了帕勞島度假。當他到達帕勞時,他經常和家人談論收集蛤蜊。REM和他的家人會帶醬油和檸檬,然后吃巖石上的生蛤蜊野餐。Rem相信他的童年經歷決定了他未來的選擇。獲得生物學學位后,他搬到帕勞,在當地的珊瑚礁中心工作。在那里,REM對Sweeney關于巨蚌光學特性的研究產生了濃厚的興趣。2015年,Rem回到美國在Draxel大學攻讀博士學位,其中一部分是由資助的。由斯威尼和楊舒科學基金會。
霍爾特和蔡靜在他們前面游來游去尋找蛤蜊,雷潛入水中安裝了斯威尼生下的照相機。雷在每只蛤蜊旁邊放了一個調色板,這樣蛤蜊的顏色就可以更容易地記錄在電腦上。過去三年,REM已經建立了一個超過800只蛤蜊的數據庫。霍爾特和蔡編寫了一個代碼,可以按照蛤蜊的顏色進行分組和分類。機器學習專家蔡京設計了一個算法,分析照片的每個像素,以便團隊能夠看到GAE和蛤蜊細胞,以及從蛤蜊發出光的虹彩細胞。
回到珊瑚礁中心的實驗室,Swiney,Rem,Holt和Cai.正在完成一系列活蛤組織的實驗。他們測量了光和熱如何離開藻類和蛤細胞。Rem從貝希灣收集的壘球大小的藏紅花皮上切下一小塊肉。雷姆把切好的樣品放在水中,然后放在明亮的光線下,用數字溫度計在水中記錄30分鐘內水和組織的溫度。
在工作臺的另一邊,Snyy快速地用浸沒式攪拌器攪動蛤蜊中的藻類,混合后產生的泡沫看起來像椰子奶昔和蛤蜊氣味,密度與蛤殼中的藻類一樣。
科學家們從蛤蜊身上切下一塊肉,霍爾特用分光光度計將樣本中的肌肉、彩虹細胞和藻類暴露于不同類型的光中,以跟蹤哪種類型的細胞通過并吸收多少光。
研究人員在帕勞連續三周每天晚上重復這些實驗。這些對蛤組織和從蛤中分離的藻類的實驗揭示了雙瓣膜生物反應器的工作原理的新線索。結果表明,彩虹色的細胞似乎不僅將光吸引到cl中。am和散射最有用的波長到藻類,但也收集來自光合作用的多余熱量,并用光把它們送出蛤蜊。光合作用可以使蛤蜊的溫度比周圍的海水高幾倍。用紅外光對虹彩細胞進行粗糙處理后,先將藻留下,然后再將蛤蜊放掉,多余的熱量排出。
對于巨型蛤蜊,這種散熱可能是它們恢復性生存的關鍵,這樣它們才能在類似恩格爾米德灣的環境中生存。對于人類來說,這可能表明新的冷卻技術的方向。在未來,我們可能能夠使用這種完全無化石燃料的方法。從發電廠、辦公樓或汽車排出熱量。
雷姆的電腦屏幕放大了一張用顯微鏡放大的彩虹細胞的圖像,讓人想起夜空中的銀河。這張圖片似乎提醒人們,海底仍然是一個未被探索的世界,人類生存的解決辦法可能隱藏在那里。
在離開帕勞之前,記者再次看到了大蛤蟆和水果蝙蝠。這兩種動物是當地餐館的美味食物。水果蝙蝠湯是這個更受歡迎的湯之一。它把整個果蝙蝠煮熟,盛在碗里。潛水艇上的記者也聽說美國人喜歡在餐館里點果蝙蝠湯。他們不喝水果蝙蝠湯,但是他們把自己的湯和照片貼到社交媒體上。
對于帕勞人來說,他們吃這種動物已經有幾千年的歷史了。但是巴內特不會點巨型蛤蜊湯或巨型蛤蜊海鮮片。去帕勞的游客、非法漁民、溫暖的天氣和酸化的海水正威脅著巨型蛤蜊的生存。
帛琉共和國的人口只有兩萬,是世界上第十三個最小的,但是每年有16萬游客,幾乎所有人都去水邊。旅游業占帛琉GDP的一半以上,但是成千上萬的游客正在威脅著帛琉的生態。還有比這種威脅更嚴重的事情:超級拖網漁船和小船非法漁民潛入帕勞水域捕捉巨蚌、金槍魚、鯊魚和其他海洋生物,因為嗜血的全球海鮮市場正在等待這些美食。
帛琉繼承了它們古老的保護傳統,并正在進行反擊。2015年,小湯米·雷蒙格索總統簽署了《帛琉海洋保護區法》,禁止在帛琉80%的專屬經濟區捕魚,并在剩下的20%的時間里給當地漁民一個國內漁區。2016年,帕勞從日本獲得了660萬美元的贈款,用于帕勞海洋動物水產養殖示范中心的主要翻修。現在,示范中心正在建設中,地址位于南部沿海地區。新設施將加強水產養殖研究,使蜆產量增加5倍,每年生產100多萬株苗木。
去年,帕勞修訂了出入境政策,要求所有游客簽署承諾,以生態負責的方式行事。入境工作人員將在護照上蓋上承諾的內容,親自看入境人員的簽名。承諾如下:
帕勞的孩子們,作為你們的客人,我會遵守這些承諾,我會保護你們美麗而獨特的島嶼家園。我發誓,我會小心謹慎,行為端正,謹慎探索。我不會拿不屬于我的東西。我不會傷害任何不傷害我的東西。我留下的東西。后面是被海浪沖走的腳印。
這個真正感人的承諾贏得了心臟和公共關系獎。作為一個集體,我們所做的對帕勞來說仍然是一個挑戰。不斷增加的碳排放和由此導致的全球變暖和海平面上升,以及越來越多的極端天氣需要處理。
帕勞的自然資源、環境和旅游部長F.Umiich Sengebau在科羅爾島長大,那里充滿了關于巨蛤的格言、智慧和傳說。森貝告訴Barnett他從以拉的一位老人那里聽到的故事。故事很簡單:過去,人們考慮過巨蛤。暴風雨天氣里的食物。當風暴太大不能釣魚時,漁民很容易收集到巨大的蛤蜊。
帕勞現在正面臨著氣候變化風暴,森貝布認為巨蛤是另一種風暴食品,一種安全的蛋白質來源,一種為漁民謀生的方式,一張游客的紀念照,在科學家的眼里,巨蛤是替代能源和其他低碳能源的靈感。碳技術。過去,蛤蜊拯救了我們,Sebeb告訴記者。我認為巨蚌有很多力量。它曾經是食物的力量,但現在它是科學的靈感。
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