生物光源扑朔迷离

发光的“海怪”

蒲松龄《聊斋志异》中的《夜明》一文记述了一个清朝商人的奇遇：漆黑的夜晚，帆船在南海破浪前进，忽然一道亮光射进舱里。商人起来一看，只见一个巨大的怪物在海里发光，半身露出水面，犹如一座小山，眼睛好似两个初升的太阳，光芒四射……

其实，商人所看到的并不是怪物，而是一种“海火”。每当温暖季节夜幕降临后，夜航的人们常常可以看到海水上层闪耀着光芒，渔民们把这种现象叫作“海火”。海火主要是由浮游生物发光所引起的。

海里的发光生物种类繁多。细菌、甲藻、夜光虫、放射虫、火体虫、磷虾、乌贼、章鱼等等，都能发光。在加利福尼亚湾北部，海水中夜光虫的数量极多，白天可把整个海水染成粉红色或砖红色，以至古代的人们把这一海域称作“朱砂海”。

除夜光虫外，有些细菌也能发光，发光细菌在发光生物中占着极为重要的位置。目前已知的发光细菌有10种，它们与其他发光生物不同，不需要任何刺激就能发出连续的“弥漫光”。

有趣的是，各类发光细菌对环境的盐度、温度和酸碱度都有一定要求。有的需要在含海盐约0.05%的环境中才开始发光，有些则能够在完全不含海盐的水中微弱地发光。当盐度增加到普通海水的1倍以上或者减少到1/10时，海洋发光细菌就会停止发光或死亡。

20世纪60年代，一位名叫戴维·弗里特曼的海洋生物学家在红海首次发现了一种十分奇特的闪光鱼——光脸鲷，它的身体只有7～10厘米长。

这种小鱼生活在红海和印度洋中不到10米深处的水域，发出的光十分明亮，潜水员常常把它们捉住后放在透明的塑料袋中，作为水中照明之用。海洋生物学家认为，到目前为止，光脸鲷的发光亮度是所有发光动物（包括陆生动物和海洋生物）中最亮的，因此它们有“壮观的夜鱼”之称。

尤其令人感兴趣的是，光脸鲷的眼睛下缘不仅有一个很大的新月形发光器官，而且还具有一层暗色的皮膜附着在它的发光器官的下面。皮膜一会儿上翻，一会儿下拉，好似电灯开关一样，一亮一熄，这种奇妙的闪光现象在鱼类中十分罕见。

白天，光脸鲷隐匿在洞穴或珊瑚礁中，仅在没有月光的夜晚才冒险出来，常常几十条一起活动，多时可达200多条。当它们拉下皮膜时，群鱼的发光器官好似无数明亮的星星，组成了一个巨大的火球。如果受到威胁或袭击时，它们就会巧妙地拉上皮膜，顿时漆黑一团，什么也看不见了。

深海里的生物大多有发达的发光器官。据动物学家们估计：40%以上的深海鱼类都具有发光器官；能发光的乌贼有28种，占已知乌贼种类总数的20%；能发光的枪乌贼更多，有100多种，占枪乌贼种类总数的60%；能发光的章鱼到目前为止只知道3种。无数的发光生物星罗棋布，在海洋里闪烁着光辉，犹如夜幕中倒映在大海深处的节日焰火。

鱼类的发光器官多排列在身体的两侧，在黑暗中看去，全体每侧有一条淡蓝色的光线，在快速游动时很像一只小型客机在海洋世界飞行。鲨鱼具有一对绿色的“眼睛”，它们的发光器官位于眼睛的周围，当它向你游来时，犹如在夜间遇上了打开头灯的汽车。一些深海的安康鱼，双眼在黑暗的生活环境里已退化得看不见东西，但它们头顶上长着一根发达的钓鱼杆状的背鳍，末端垂挂着一个小灯笼似的发光器官。这盏小灯散发着柠檬黄的光芒，使贪婪的深海动物误认为是可食的小鱼，当它猛扑上去的时候，却落入这位“姜太公”之口。有的安康鱼的口下还长有树枝状的“胡须”，每根胡须上都有极为敏锐的触角，它的作用就像盲人手杖一样，用来探测环境，搜捕食物。

乌贼发光的“小灯”，可以说是世界上最经济的小灯泡，毋需充电，可亮数年之久。因为它的发光燃料——发光细菌的增长要快于其消耗的速度。

生活在日本沿海和千岛群岛海域的耳乌贼，个子同大拇指一般，以小虾为食。它在夜间发光，光环萦绕着它那小小的身体，在幽暗的大海上滑翔，犹如天上的繁星。耳乌贼的墨囊上有一个很大的双耳状囊（耳乌贼由此得名），把墨囊全部盖住，囊内充满着发光细菌的黏液。发光细菌囊由玻璃状小管与海水相通，新生的小乌贼直接从大自然中获得自己“小灯”所需要的燃料。

据科学家推测，耳乌贼发光器官上的小管不仅可用于吸收发光细菌，更重要的是，一旦发生危险，可将含有发光细菌的黏液喷出体外，在自身周围立刻升起一堆焰火，使来犯者眼花缭乱，它便趁机溜之大吉。

在1990年的巴黎世界博览会上，光学馆有一间与众不同的陈列室，室内格外明净，它的“灯光”不耗费电力，而是来自玻璃瓶中的发光细菌。

用发光细菌制成的细菌灯发出来的是“冷光”，所以用处很大。可以在火药库或在灯火管制期间作指示灯；用发光细菌研究植物的光合作用，可测定叶绿体释放的氧气量；用发光细菌还可检测超微时氧气的存在和环境污染。

近年来，人们进一步研究了萤火虫发光的原理，不仅从它的发光器官中分离出萤火素和萤火酶，而且还用人工方法合成了由萤光素、萤光酶和ATP等制成的生物光源。

生物光不含红外线（热线），只有光没有热，是一种理想的照明用冷光。电灯只能将电能的很少一部分转变为可见光，其余大部分都以红外线形式变成热能浪费掉了，而且红外线还对人的眼睛有害。

生物光源在矿井中可当闪光灯，在水底可作水下发光灯，在医疗上可用作检测尿道感染和手术室安全照明，在军事作战的前方可作浏览文件、查看地图的灯源，且不易被敌人发现。看来，大规模地应用冷光的日子为期不远，随着科学技术的发展，生物光源将会起到电灯或其他别的光源替代不了的作用。