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!
圖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。
圖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。
圖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
1995年1月25日,衛星攝影A & D 子圖 牛奶海面積15,400平方公里
1995年1月26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1995年1月27日的衛星攝影
D 子圖 a→b 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
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持續發螢光,可維持數天之久。
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大片出現在海面,可綿延數百公里。
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螢光蟲
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所發的螢光大約只能夠持續80 毫秒(msec)。
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出現在海邊、浪花前端、或船隻經過的尾流。
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※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!
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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。
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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(AI,autoinducer)。
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。
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圖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!
圖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!
圖05. 2015年1月22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。
圖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
圖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。
圖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。
圖09. 螢光蟲的螢光與天上的星光互相輝映之二!
圖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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