2018年10月5日 星期五

面積可達到半個台灣大的牛奶海 (The Milky Sea) 10-06-2018



面積可達到半個台灣大的牛奶海

(The Milky Sea)

1.  牛奶海曾出現在法國科幻小說家朱爾‧凡爾納(Jules Verne)之《海底長征兩萬里》,這本名著第23章的敘述中。

2.  由發螢光之哈維氏弧菌(Vibrio harveyi)造成,綿延數百公里之牛奶海,是海洋中的一種奇觀!


01. 出現在非洲索馬利亞(Somalia)附近海域之牛奶海,綿延兩百多公里,這是1995年,人類第一次以人造衛星攝影的方式來研究它。

圖片來源:


3.  環境適當的時候,牛奶海的螢光可一直發光,持續數天之久。


02. 非洲索馬利亞(Somalia)附近海域之牛奶海,此為真實的衛星照片。

01. 為處理過上色之照片。

A B C 子圖是未過濾雜訊之影像 ; D E F 子圖是過濾雜訊之影像

1995125日,衛星攝影A & D 子圖  牛奶海面積15,400平方公里

1995126日,衛星攝影B & E 子圖  牛奶海面積>17,700平方公里

(17,700平方公里幾乎是半個台灣大)

C & F 子圖是1995127日的衛星攝影

D 子圖 ab 的虛線是船隻行經的路線




4.  另外還有一種生物會產生大片的螢光,牠是雙鞭毛藻(Dinoflagellate)之螢光蟲(Noctiluca scintillans)

5.  但是有很大的不同:

哈維氏弧菌
持續發螢光,可維持數天之久。
大片出現在海面,可綿延數百公里。
螢光蟲
所發的螢光大約只能夠持續80 毫秒(msec)
出現在海邊、浪花前端、或船隻經過的尾流。

※螢光蟲受到碰觸或振動時發短暫螢光;哈維氏弧菌刺激發螢光之主要原因為群體感應(quorum sensing)



Bioluminescent Wadden-Sea, (Sea Sparkle) Zeevonk Terschelling (2nd Night) 03-06-2017
(發螢光的瓦登海,(海之火花))03-06-2017
發螢光於浪花之前端,碰觸時才發螢光,此短片拍攝的是螢光蟲所發的美麗螢光!




Glowing Bacteria   (發光的細菌)
老師搖晃三角燒瓶時發螢光,而且發光時間長,或許是哈維氏弧菌在發螢光。為何說或許是?因為如果三角燒瓶中的弧菌數量夠多,不搖晃牠也就該發螢光了。




細菌藉由化學分子互相對話,感知彼此的存在,並能偵測周遭細菌數量多少,細菌群體的行為得以同時表現。這種細菌與細菌間的訊息溝通稱為「群聚感應」(quorum sensing)
調節群聚感應機制的化學分子稱為自體誘導物(AIautoinducer)
群聚感應(quorum sensing),該是面積幾乎半個台灣大海域的哈維氏弧菌能同時發螢光的主要原因。


03. 與哈維氏弧菌類似的費希爾氏弧菌(Vibrio fischeri),微生物學家就是研究此種弧菌,才明瞭細菌能夠透過群體感應(quorum sensing) ,得知周圍細菌的數量。

當燒瓶中只有少數細菌時,費希爾氏弧菌牠們不發螢光;當燒瓶中有大量細菌時,牠們同時發螢光!





04. 當周遭只有少數細菌時(左圖),自體誘導物(紅色橢圓小分子)數量太少,費希爾氏弧菌|(Vibrio fischeri)不發螢光;當周遭有大量細菌時,自體誘導物數量夠多,牠們同時發螢光!這就是一種群體感應(quorum sensing)




6.  哈維氏弧菌的群體在甚麼樣的條件下發光?在那片海域發光?可能是專家都頭痛的問題。1995年能夠拍到衛星照片應該是非常的不容易!

7.  上網找了半天,很不容易找到哈維氏弧菌在海洋群體發螢光的照片!以下幾張都是螢光蟲在海邊發螢光的美麗圖片!


05. 2015122日香港海邊長時間曝光攝影,攝得螢光蟲發螢光的美麗照片。





06. 與圖05. 是同一位攝影高手的傑作。

圖片來源:http://americandigest.org/mt-archives/grace_notes/small_fires_on_the_deep.php




07. 螢光蟲(Noctiluca scintillans)的內部構造卡通圖。

分類上螢光蟲只有一種,但依其體內是否有共生藻可將螢光蟲分為兩群:

a.   體內不存在共生藻的紅螢光蟲,

b.   體內具有共生青綠藻(Pedinomonas noctilucae)的綠螢光蟲。

此卡通圖畫的是綠螢光蟲

Scintillons—球型胞器,每隻螢光蟲具有10萬~20萬個球型胞器,是發螢光的場所。


                                                                                                                                  


08. 螢光蟲的螢光與天上的星光互相輝映!只是前者非常的短暫,後者非常的久遠。





09. 螢光蟲的螢光與天上的星光互相輝映之二!





10. 螢光蟲的光學顯微鏡照片,紅色箭頭指的是螢光蟲的糞粒(fecal pellet)。奮粒是海洋生態系碳的循環(carbon cycle)之重要環節。




Chinese sea glows blue   (中國海發藍色螢光)






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