显微镜操作潜水员们发现神秘发光的巨型蛤蜊,
作者: 发布时间:2022-07-02 17:30:23点击:1152
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蝴蝶翅膀和孔雀彩色屏幕吸引配偶和迷惑食肉动物。巨型蛤蜊在浅滩岩石上有什么用呢
科学家发现,在巨蚌的地幔内部,有圆柱形的藻类,在每一个圆柱形的虹彩细胞的顶部形成一个收集阳光的覆盖物。艾丽丝细胞不仅将阳光引入光合藻类,而且还反射蓝光和红外光。将光照回水中,使蛤蜊向藻类散发光,保持蛤蜊脂肪,防止蛤蜊被热带阳光晒干。这不仅指导生物能源的前景,而且还开发了相应的散热技术,但是气候变暖,海水酸化。旅游潜水和非法捕鱼正威胁着巨型蛤蜊的生存。此外,虽然在此基础上开发的应用程序可以产生长期回报,但没有人愿意在如此低劣的应用中进行短期投资。
西太平洋帕拉岛附近的N格尔米特湾附近的岩石岛形状像树木的树枝。艾莉森·斯威尼潜入水中,在陡峭的珊瑚礁上漫步。珊瑚礁有50米宽,她正在拍摄她所看到的每一只巨蚌。在帕劳群岛的长时间潜水会像在世界其他地方一样,使皮肤起皱纹。
但是对于Sweeney来说,观察和拍摄蛤蜊还是比较容易的。Sweeney是宾夕法尼亚大学的生物物理学家。蛤蜊像功夫里的毒蛇的嘴唇一样把身体挤出壳外,但它的软件是螺旋形或波浪形的,并且发出蓝色、紫色、绿色、金色甚至兄弟色。这些蛤蜊中更大的是0.3米宽,但大多数是藏红花砚十几厘米宽,而且藏红花砚在礁石上生活得比较高。从恩格尔米德湾的珊瑚礁和礁石的各个方向,都可以看到这些蛤蜊发出的五彩缤纷的光。
Sweeney在帛琉国际珊瑚礁中心的实验室里呆了很长时间,然后她和其他三位科学家决定游到离海岸1.6公里的珊瑚礁水域巨蚌的栖息地。看到果蝙蝠倒卧在树上,水里有很多珊瑚。由于恩格尔米德湾的天然热和酸性,这里的一些珊瑚已经漂白了。恩格尔米德湾也被称为日光湾,但是当地领导人和政府更喜欢称之为恩格尔米德湾。因为它是一个土词。
甚至生活在漂白的珊瑚上的蛤也能发出跳动的颜色。Sweeney把相机拿到蛤附近。当一只蛤感觉到什么东西靠近时,它会把软件缩回波浪形的壳里。这些蛤就像童话里的生物一样,忍不住用自己的聪明才智吸引人们的注意。蚂蚁灯。
图片说明:一只生活在澳大利亚大堡礁海中的巨型蛤蜊的外皮仍然闪闪发光。
正是这种光吸引了Sweeney对蛤的注意。位于菲律宾和关岛之间的帕劳是一个由300多个岛屿组成的共和国。它是历史上已知的7种巨型蛤类的家园,重250公斤,宽1.2米。在砚石(Inkstone),双壳类动物中更大的贝类,还有美丽的有沟的鳞状砚。Sweeney在2009年次到帕劳群岛研究动物的颜色,当时她是加州大学圣巴巴拉分校的博士后研究员。闪着蓝光的蝴蝶的翅膀或鱿鱼皮反射的光,是动物用来吸引配偶或迷惑捕食者的视觉信号。巨蚌发出的光不是这种视觉信号。那么这种光代表什么呢
从那时起,Swiney和她的同事们发现蛤蜊发出的光实质上是太阳转化的外部光。经过数百万年的优化,发光蛤蜊有能力转化阳光和生物燃料。Swiney和其他科学家相信,在全球变暖的背景下,巨蚌进化的这种能力可能激发替代燃料技术和其他工业解决方案的发展。前夕。
记者Cynthia Barnett漂泊在恩格尔梅德湾的水面上,等待着斯威尼队的回归。在这座古老的岩石岛上,帕劳岛上日落日落,果蝠醒来,移动翅膀,打开夜生活。当夜幕降临时,巴内特开始行动起来。向岸边望去。
Sweeney是最后一个回来的。Sweeney不愿意离开蛤,因为她想揭开这些软体动物的秘密。
帛琉男人聚会的特殊场所叫白琉,那是一座用木头建造的茅草屋,上面有色彩鲜艳的木梁,还有海果蝙蝠和大蛤蜓的肖像。但是只有一个白琉,位于巴别岛更大的岛屿——巴别岛艾莱。每栋楼的尽头走廊上都有果蝙蝠,以示尊敬,甚至对最重要的领导人也是如此,因为果蝙蝠在帕劳文化中是谦逊的象征。果蝙蝠的肖像画底部也有黑白条纹,看起来很程式化。巨大的蛤。在帕劳的传说中,巨大的蛤代表力量和毅力,埃拉希历史文化保护办公室的埃尔萨·萨格说。埃尔萨·赫格尔还带巴内特参观了他出生的村子里的巨型蛤文化。
帕劳群岛的居住历史至少可以追溯到3400年。从一开始,巨型蛤蜊就是当地人的主要食物来源,人们甚至用巨型蛤蜊来崇拜神。岛上许多最古老的工具都是由厚厚的蛤蜊制成的,比如锋利的斧头、凿子和坚硬的夯锤。数量超过四分之三,但在接下来的几个世纪里,巨蚌壳的比例下降了。考古学家认为,岛上的早期居民起初过度捕捞巨蚌,当他们意识到巨蚌数量已经减少时,就停止捕鱼。帕劳在古代有环境规定,如禁止在危急产卵期捕鱼,或改变当一个物种显示出过度捕捞的迹象。
18世纪,基督教开始成为帕劳的主要宗教,在此之前,帕劳文化,传说的创作,大海还是水,有一只巨大的蛤蜊呼唤生命的到来。人类是人类的母亲,Latmikaik是在风暴和海流的帮助下诞生的。
拉米凯克能唤起一些幼体巨蛤,而巨蛤则在它们生命的头两个星期在海流中游泳。在安定下来之前,漂浮的巨蛤必须找到并喂养一到两个光合藻类。然后这种光合藻类可以自我繁殖以形成更多的藻类。巨大的蛤蜊幼虫吃很多藻类,它长出一点硬壳和一只脚。大蛤蜊用它的脚在海里游泳,寻找一个阳光充足的地方定居下来,因为光能刺激光合藻类的生长。当大蛤蜊在浅滩或礁石上选择一个光线充足的栖息地时,藻类大量繁殖,而大蛤蜊与藻类形成共生。
这种被称为黄藻的藻类保持了蛤蜊赖以生存的脂肪,并获得它们神灵赖以生存所需的糖。作为交换,宿主蛤蜊可以为藻类提供一个安全的栖息地和充足的日光,蛤蜊可以地控制光的剂量。这些相互缠绕的生命周期提出一些科学问题,比如蛤蜊在不太热的时候如何收集如此强烈的赤道光。蛤蜊如何将光均匀地分布到成千上万的藻类中也许最紧迫的问题是,蛤蜊如何在温暖、酸性的海洋中保持这种弹性
恩格尔明湾的水温像浴缸里的水一样温暖,巴内特和阿曼达·霍尔特,斯威尼团队的两位博士后研究员,还有静才一起游泳寻找巨蛤。以前,巨蛤是最常见的野生动物,但现在它们很稀少。
帕劳群岛和其他太平洋岛屿的居民喜欢吃大蛤蜊作为主食,生柠檬,慢煮椰子汤,烤薄饼,或切片和腌制。大蛤蜊的壳像象牙,可以做成品。大蛤蜊的内收肌可以做成高端海湾。一些世界上最严格的海洋保护法以及巨型蛤养殖在一定程度上保护了野生巨型蛤。帕劳海洋文化示范中心每年为当地渔业培育数千只巨型蛤。恩,他们把它们卖给餐馆或水族馆,从而减轻了野生巨蛤生存的压力。但是其他海洋岛国捕捞野生巨蛤如此之重,以至于它们自己的水已经用尽,它们已经开始接受帕劳群岛的想法。结果,帕劳共和国近60万平方公里成为越来越多的非法外国渔民的目标。
巴内特和研究小组的两名成员在下午只发现了一只巨蚌。但是相对较小的红色蛤蜊很常见。记者在一块珊瑚石中发现了20只红色的番红花。红色番红花的柔软表皮叫做地幔,发出敲打的光。蚯蚓呈现铁蓝色斑点。深色蚯蚓的绿色斑点环绕着一条亮绿色的带子。蚯蚓的旁边是一只像蜥蜴皮的黄绿色的蛤蜊。这些蛤蜊就像经过的美人鱼从它们的头发上摘下的活的橡皮带。
这些色彩斑斓的色彩掩盖了恩格米德湾的酸化和变暖,像珊瑚、巨蛤和黄藻也是密切相关的,也会受到海水变暖和漂白的影响。在这种压力下,蛤蜊会排放藻类,藻类会带走珊瑚。或蛤蜊,最终杀死蛤蜊。但是,尽管全球海洋形势正在发生变化,但野生蛤蜊仍然在恩格尔梅德湾繁衍生息。
繁忙的珊瑚岛帕劳国际珊瑚中心的首席执行长生物学家尹南·戈尔布解释说,海水对恩格尔梅德湾的侵蚀影响很小,与外部生态系统隔离,因此蛤类不受影响。把蛤蜊的幼虫限制在海湾,使它们能够适应恶劣的环境。显然,大自然给我们提供了不同的适应能力,格罗斯先生说。我们需要理解和倾听大自然,并从这些差异中学习。
倾听自然是生物与物质科学相结合的关键,斯威尼是伊利诺斯人。她在大学里主修生物学,但她也参加了其他课程。当斯威尼在大学上了她的门物理课时,她发现通过生活结构研究生命,面对许多关于进化生物学的问题,带来了一种秩序感。二十年后,Swe。埃尼成为宾夕法尼亚大学物理系和天文学系的位受雇生物学家。她仍然对有机体的效率感兴趣,比如枪枝的眼睛镜片的灵敏度,或者巨蛤把阳光转化为能量的能力。
在某种意义上,对巨蛤的实验室研究类似于帕劳文化传说中巨蛤的特征。生态系统的特征使得土木工程师们想出了更加独特的设计,材料科学家们也想出了更加独特的设计,他们不仅能得到观赏者的灵感。创造生物,也为未来绘制现实蓝图。
在距离地球15000公里的另一边,一月下雪时,巴内特参观了一个巨型蛤研究中心。费城是斯威尼实验室所在地,自然科学院是北美最古老的软体动物收藏馆。该所成立于1812年。现在是德雷克塞尔大学的一部分。它有维多利亚时代的收藏品和现代技术。在研究所的顶层,有1000多万个样品,都是完整的巨型蛤壳和不到1毫米的小螺旋,储存在13500个铝制抽屉里。
要了解人体,我们不仅要了解人体,还要了解人类的历史。同样,要了解软体动物,不仅要了解动物的肉体,还要研究它的壳。德莱克斯大学的生物地球化学家米歇尔·甘农可以从贝壳上读蛤蜊帕劳的生活故事。
在研究所的地下室里,有许多有臭味的哺乳动物标本和切下来的动物的角。加农指着斯威尼研究小组收集的藏红花砚壳,砚壳由一台机器打开,其横跨剖面的灰羽环标志着蛤蜊的年龄,就像树环。通过扫描电子显微镜(SEM),加农可以更仔细地观察这些环,并且她可以从这些几微米宽的晶体中读出蛤的日周期。贝壳由碳酸钙、钙原子、碳原子和三个氧原子组成,蛤能根据水温、蒸发速率和其他条件构造出不同量的16和18个氧同位素的贝壳。FANEN同位素可以反映蛤蜊环境的日变化。
当加农把这些生物档案结合在一起时,他可以得到蛤的环境的详细历史,甚至每天接受的阳光量。在晴天,蛤的生长速度比阴天快。
第二天,Barnett在宾夕法尼亚大学会见了Swiney和Swiney的合作者Shu.。她还在大学的物质结构研究实验室工作。大厅里有一张巨大的蛤蜊特写照片,上面有热带蓝光。
杨舒的职业生涯始于朗讯技术贝尔实验室,她在那里研究光在电信领域的应用。杨舒在宾夕法尼亚大学度过了14年,她和她的实验室里20多名研究人员正在根据自然形态制造材料。模拟了荷叶自净、壁虎足和牛蒡种子的粘附、不同颜色的蝴蝶翅和甲壳虫壳的拒水能力,模拟了大蛤的光合效率。
这项研究从蛤蜊发出的光开始。蛤蜊的颜色和色素的颜色不同。蛤蜊皮的光、孔雀羽毛的颜色、蝴蝶翅膀的颜色都是物理效应。当这些生物的纳米级晶格与光相互作用时,就会出现这些颜色。科学家称这些晶格为光子晶体。材料科学家如杨什。U渴望制造这样的晶体,并将它们应用于现实。例如,更快的光纤和更高效的光伏电池。
蝴蝶翅膀上闪闪发光的格子和孔雀羽毛似乎是为了吸引异性而发展起来的。但是蛤蜊的发光细胞,彩虹色的细胞,吸收太阳光线,当然,浪漫地,我们可以理解蛤蜊正在向太阳求爱。蛤蜊的外套里面Swinny发现,有藻类柱,在每个柱的上方,彩虹细胞形成一个覆盖物,收集阳光。彩虹细胞引入聚光并散射收集的光,使藻类能够进行光合作用。杨树说,通过圆柱体将余下的光反射回水中,这样蛤蜊不仅可以避免被热带阳光晒干,还可以为藻类提供燃料。我被它深深地吸引住了,它是蛤蜊的自组装,而且成本仍然很低。
杨舒花了几年的时间制作昂贵的光子晶体。杨舒和她的团队与斯威尼合作,作为来自科学基金会的特殊跨学科资助的一部分,发现镶嵌在凝胶中的二氧化硅纳米颗粒模仿了光散射特性。光蛤蜊的彩虹细胞。最重要的是,他们可以在不花很多钱的情况下做到这一点。
加州大学圣地亚哥分校藻类生物技术中心主任斯蒂芬·梅菲尔德说,提高藻类生物燃料效率的成本很高。梅菲尔德说,已经证明我们可以种植更多的藻类,并且可以将其转化为燃料。我们没有做到这一点。收购是因为我们社会不愿意在短期内投资于能产生长期回报的技术。在当今社会,甚至还引入了补贴,以保持化石燃料的廉价,这表明新能源环境的发展。
英国建筑师迈克尔·鲍林以将生物设计引入建筑和工业建筑而闻名。迈克尔·鲍林说,世界各地的挑战是相似的。投资者正在抑制前期成本,即使发展起来,也没有定价标准,即使价格很低。碳能源对世界有利,仍然没有经济刺激。
Sweeney和Yang相信以巨蚌为灵感的生物反应器将比现有的生物燃料生产方式更有效、更便宜。这种新的生物反应器能否建成目前是一个问题,而现在,由于投资问题,杨树和他的团队将首先解决。海藻问题。但是到目前为止,虽然已经成功地模拟了蛤的虹彩细胞散射特性,但是实验室中还没有成功地诱导出海藻细胞来显示蛤的特性。杨树和其他人都不知道要花多长时间来制作。这种情况发生了。
回到恩格尔米德湾的水域,来自斯威尼的博士生林肯·雷姆的手臂上有一个巨大的蛤纹,就像帕劳的白人家庭上的一个巨大的蛤纹。雷姆在得克萨斯州的帕劳家庭长大。当他还是个孩子的时候,他去了帕劳岛度假。当他到达帕劳时,他经常和家人谈论收集蛤蜊。REM和他的家人会带酱油和柠檬,然后吃岩石上的生蛤蜊野餐。Rem相信他的童年经历决定了他未来的选择。获得生物学学位后,他搬到帕劳,在当地的珊瑚礁中心工作。在那里,REM对Sweeney关于巨蚌光学特性的研究产生了浓厚的兴趣。2015年,Rem回到美国在Draxel大学攻读博士学位,其中一部分是由资助的。由斯威尼和杨舒科学基金会。
霍尔特和蔡静在他们前面游来游去寻找蛤蜊,雷潜入水中安装了斯威尼生下的照相机。雷在每只蛤蜊旁边放了一个调色板,这样蛤蜊的颜色就可以更容易地记录在电脑上。过去三年,REM已经建立了一个超过800只蛤蜊的数据库。霍尔特和蔡编写了一个代码,可以按照蛤蜊的颜色进行分组和分类。机器学习专家蔡京设计了一个算法,分析照片的每个像素,以便团队能够看到GAE和蛤蜊细胞,以及从蛤蜊发出光的虹彩细胞。
回到珊瑚礁中心的实验室,Swiney,Rem,Holt和Cai.正在完成一系列活蛤组织的实验。他们测量了光和热如何离开藻类和蛤细胞。Rem从贝希湾收集的垒球大小的藏红花皮上切下一小块肉。雷姆把切好的样品放在水中,然后放在明亮的光线下,用数字温度计在水中记录30分钟内水和组织的温度。
在工作台的另一边,Snyy快速地用浸没式搅拌器搅动蛤蜊中的藻类,混合后产生的泡沫看起来像椰子奶昔和蛤蜊气味,密度与蛤壳中的藻类一样。
科学家们从蛤蜊身上切下一块肉,霍尔特用分光光度计将样本中的肌肉、彩虹细胞和藻类暴露于不同类型的光中,以跟踪哪种类型的细胞通过并吸收多少光。
研究人员在帕劳连续三周每天晚上重复这些实验。这些对蛤组织和从蛤中分离的藻类的实验揭示了双瓣膜生物反应器的工作原理的新线索。结果表明,彩虹色的细胞似乎不仅将光吸引到cl中。am和散射最有用的波长到藻类,但也收集来自光合作用的多余热量,并用光把它们送出蛤蜊。光合作用可以使蛤蜊的温度比周围的海水高几倍。用红外光对虹彩细胞进行粗糙处理后,先将藻留下,然后再将蛤蜊放掉,多余的热量排出。
对于巨型蛤蜊,这种散热可能是它们恢复性生存的关键,这样它们才能在类似恩格尔米德湾的环境中生存。对于人类来说,这可能表明新的冷却技术的方向。在未来,我们可能能够使用这种完全无化石燃料的方法。从发电厂、办公楼或汽车排出热量。
雷姆的电脑屏幕放大了一张用显微镜放大的彩虹细胞的图像,让人想起夜空中的银河。这张图片似乎提醒人们,海底仍然是一个未被探索的世界,人类生存的解决办法可能隐藏在那里。
在离开帕劳之前,记者再次看到了大蛤蟆和水果蝙蝠。这两种动物是当地餐馆的美味食物。水果蝙蝠汤是这个更受欢迎的汤之一。它把整个果蝙蝠煮熟,盛在碗里。潜水艇上的记者也听说美国人喜欢在餐馆里点果蝙蝠汤。他们不喝水果蝙蝠汤,但是他们把自己的汤和照片贴到社交媒体上。
对于帕劳人来说,他们吃这种动物已经有几千年的历史了。但是巴内特不会点巨型蛤蜊汤或巨型蛤蜊海鲜片。去帕劳的游客、非法渔民、温暖的天气和酸化的海水正威胁着巨型蛤蜊的生存。
帛琉共和国的人口只有两万,是世界上第十三个最小的,但是每年有16万游客,几乎所有人都去水边。旅游业占帛琉GDP的一半以上,但是成千上万的游客正在威胁着帛琉的生态。还有比这种威胁更严重的事情:超级拖网渔船和小船非法渔民潜入帕劳水域捕捉巨蚌、金枪鱼、鲨鱼和其他海洋生物,因为嗜血的全球海鲜市场正在等待这些美食。
帛琉继承了它们古老的保护传统,并正在进行反击。2015年,小汤米·雷蒙格索总统签署了《帛琉海洋保护区法》,禁止在帛琉80%的专属经济区捕鱼,并在剩下的20%的时间里给当地渔民一个国内渔区。2016年,帕劳从日本获得了660万美元的赠款,用于帕劳海洋动物水产养殖示范中心的主要翻修。现在,示范中心正在建设中,地址位于南部沿海地区。新设施将加强水产养殖研究,使蚬产量增加5倍,每年生产100多万株苗木。
去年,帕劳修订了出入境政策,要求所有游客签署承诺,以生态负责的方式行事。入境工作人员将在护照上盖上承诺的内容,亲自看入境人员的签名。承诺如下:
帕劳的孩子们,作为你们的客人,我会遵守这些承诺,我会保护你们美丽而独特的岛屿家园。我发誓,我会小心谨慎,行为端正,谨慎探索。我不会拿不属于我的东西。我不会伤害任何不伤害我的东西。我留下的东西。后面是被海浪冲走的脚印。
这个真正感人的承诺赢得了心脏和公共关系奖。作为一个集体,我们所做的对帕劳来说仍然是一个挑战。不断增加的碳排放和由此导致的全球变暖和海平面上升,以及越来越多的极端天气需要处理。
帕劳的自然资源、环境和旅游部长F.Umiich Sengebau在科罗尔岛长大,那里充满了关于巨蛤的格言、智慧和传说。森贝告诉Barnett他从以拉的一位老人那里听到的故事。故事很简单:过去,人们考虑过巨蛤。暴风雨天气里的食物。当风暴太大不能钓鱼时,渔民很容易收集到巨大的蛤蜊。
帕劳现在正面临着气候变化风暴,森贝布认为巨蛤是另一种风暴食品,一种安全的蛋白质来源,一种为渔民谋生的方式,一张游客的纪念照,在科学家的眼里,巨蛤是替代能源和其他低碳能源的灵感。碳技术。过去,蛤蜊拯救了我们,Sebeb告诉记者。我认为巨蚌有很多力量。它曾经是食物的力量,但现在它是科学的灵感。
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