螢光鯊魚(Glowing
Sharks)
螢光鯊魚可依產生螢光的方式不同分成兩類:
1. 反射螢光(Biofluorescence):例如絨毛鯊(Swell shark),吸收高能階的光線(e.g.藍光),經過轉換,再以較低能階的光線(e.g.綠光)反射出去,通常人的肉眼不可見,必須仰賴儀器觀察,是同種鯊魚間溝通的方法,只有同種鯊魚彼此可見。
2.
發射螢光(Bioluminescence):例如侏儒燈籠鯊(Dwarf lantern shark)自身或共生的細菌(symbiotic bacterium),經過化學反應產生的一種冷光,各種紅藍綠…顏色多有,肉眼可見。
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1. 能產生螢光的鯊魚可分為兩種:
a.
反射螢光(Biofluorescence)的鯊魚。
b.
發射螢光(Bioluminescence)的鯊魚。
2. 可見光當中,紅光無法穿透到海平面10公尺以下,藍色的光最深可穿透到海平面以下約1,000公尺。
圖01.
紅光無法穿透到海平面10公尺以下,藍色的光可穿透到海平面以下大約1,000公尺。
3. 海平面1,000公尺以上的微光區(Twilight Zone,200~1,000公尺),可見反射螢光(Biofluorescence)鯊魚。
4. 海平面1,000公尺以下只可能有發射螢光(Bioluminescence) 鯊魚。
5. 深海的定義是海平面200公尺以下的海域。大約有250種深海鯊魚,例如皺鰓鯊、亮烏鯊、侏儒燈籠鯊等,而其中只有約50種有發射螢光的能力(Bioluminescent capacity)。
6. 深海鯊魚依發光器(Photophores)存在的位置又分為:腹部發光、線型發光、溝狀發光以及肩部發光四種。
圖02.
常被拖網漁船順道捕獲的小型鯊魚—絲絨腹部燈籠鯊(velvet belly lantern shark)的腹部及尾部黑色部位,是發光器(Photophores)的所在,屬於腹部發射螢光型的深海鯊魚。
螢光鯊魚
3分12秒有中譯字幕的短片,由實際參與拍攝反射螢光魚類者,紐約市立大學生物學副教授大衛古柏(David Gruber)現身說法!拍攝的是一些反射螢光的動物(Biofluorescent animals)。
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7. 主要有兩類的鯊魚能夠產生螢光—鎧鯊科(Family Dalatiidae)以及燈籠鯊科(Family Etmopteridae)。
8. 一種惡名昭彰的小鯊魚—餅乾切割刀鯊(Cookie cutter shark),海洋中不知有多少的鯨豚類、大型魚類、海底電纜甚至1980年代的潛水艇,都曾被牠的利牙咬傷或破壞過,屬於鎧鯊科。
圖03.
餅乾切割刀鯊(Cookie cutter shark)的腹部以及眼睛部位能發射藍色螢光,讓牠與海水的藍色混為一體,或是讓獵物或掠食者以為牠是隻較小的魚。
圖片來源:https://edu.glogster.com/glog/2016-lyndon-m-la-7-cookie-cutter-shark/2jvg4tp6s9t?=glogpedia-source
9. 隨著海洋生物學家對深海鯊魚的了解越多,漸漸發現有些其它科的鯊魚也能產生螢光,像巨口鯊,屬於巨口鯊科,巨口周圍充滿發光器,能發射螢光吸引獵物。
Glow-in-the-Dark Sharks
(發螢光的鯊魚)
2分33秒的短片中,介紹了數種發螢光的鯊魚,尤其重要的是短片中一再強調:發射螢光(Bioluminescence)是動物自身或共生的細菌,經過化學反應產生的一種冷光,紅藍綠…各種顏色肉眼可見。
反射螢光(Biofluorescence)是吸收高能階的藍光,經過轉換,再以較低能階的綠光反射出去,通常人的肉眼不可見,必須仰賴儀器觀察,此種光只有同種生物間彼此可見。
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10. 目前有大約50種的鯊魚會發射螢光(Bioluminescence),目的是為了:
a.
引誘獵物(lure prey)、
b.
欺敵(以發光消影(Countershading=Counter-ilumination)的方式,為自己穿上一件隱形的外衣,讓獵物or掠食者產生錯覺,是一種高明的偽裝手法)、
c.
彼此溝通、
d.
求偶——有些發射螢光的鯊魚,將發光器密集在生殖器上,在黑暗的深海中對性別的判斷非常重要;有些雌性鯊魚將發光器密集在背鰭上,同樣是為了方便雄魚的辨識,避免無謂的摸索、
e.
同種之間的辨識—同種的螢光鯊魚,發螢光的顏色、發光器的位置、排列均相同。
圖04.
發射螢光(Bioluminescence)的鯊魚,發光器可能存在的魚體位置:
a.
存在於尖刺(Spines)上面—好似光劍-阻止掠食者(Lightsabers-deter predators)
b.
存在於生殖器上面—同種鯊魚之間區別性別(Genital illumination—recognize different
sexes)
c.
存在於魚體腹面—消光剪影(Countershading=Counter-illumination);
偽裝(camouflage)
d.
同種間的辯識(recognize same species individuals)
The Lantern Shark Glows in the Dark | Alien Sharks
(在深海中發射螢光的燈籠鯊|像異形的鯊魚)
1分22秒的短片,介紹南大西洋鯊(Southern Atlantic Shark)在牠背面兩根明顯的尖刺(spines)發螢光,警告掠食者不要吃我!以及腹面藍綠色的螢光,產生發光消影作用,與周圍的藍色背景融為一體。
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圖05.
同種的螢光鯊魚,發射螢光的顏色、發光器的位置、排列均相同。此圖之侏儒燈籠鯊((dwarf lantern
shark)平均身長15公分,平均體重14公克,是世界上最小的鯊魚。發光器的位置在尾鰭以及腹部。
11. 海洋中的生物估計80~90%都會反射或發射螢光。發射螢光的生物,大多以下列兩種方式之一發光:
a.
由共生的細菌產生化學反應,幫牠們發螢光
b.
由自身產生化學反應來發螢光
12. 鯊魚發射螢光的機轉(mechanism)卻獨樹一格,與兩種激素(Hormones)以及神經傳導物質(neurotransmitters)有關:
a.
黑色素(Melatonin)負責短時程(20-60分鐘)的發射螢光
b.
催乳素(prolactin)負責長時程(數小時)的發射螢光
圖06.
A子圖絲絨腹部燈籠鯊((Etmopterus spinax,The velvet belly lantern shark)發光器的位置(綠色部分)。
B子圖部分發光器(Photophores)的放大圖。
C子圖有專家認為發光器前方有虹膜(Iris)一樣的構造,能調節發光的量。
D子圖發光器發光強度的藥理實驗。
Velvet Belly Lanternshark filmed with Blueye underwater drone
at 122 m depth (在122公尺海深拍攝到的絲絨腹部燈籠鯊魚)
22秒的超級短片,絲絨腹部燈籠鯊魚驚鴻一現!
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圖07.
絨毛鯊(Swell shark)的棲所為500公尺的深海,吸收較高能階的藍光,經過轉換,以較低能階的綠光反射出去。
13. 許多24小時垂直洄游的螢光鯊魚,他們產生螢光的亮度,能與海水的明暗度相吻合,聰明的像是功夫高強的日本忍者一樣!
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