你可能见过黑暗的天空下蓝色的、发光的海滩的照片。 这种辉光被称为生物发光。 它是由生活在水中的被称为生物发光藻类的微小生物体发出的。
生物发光藻类是世界各地的海洋中发现的发光藻类。当它们生活的水有任何干扰时，它们就会出现蓝绿色的闪光。
下面是你需要知道的关于生物发光藻类的一切，以及它们为什么会发光。
什么是生物发光？
生物发光是化学发光的一种类型：即产生光的化学反应。当生物体内的化学反应产生光作为副产品时就会发生生物发光。这样做会产生一种发光或闪烁的效果。
这是一种在海洋动物如藻类或乌贼中观察到的机制。它帮助一些动物吸引食物以生存。
它被称为 "冷光"，因为它看起来偏蓝，产生的热量很少。生物发光的海洋生物包括鱼类、细菌、水母和藻类，在海洋水域中被发现。生物发光的生物体，如萤火虫和某些真菌，可以在陆地上找到。
导致生物发光的化学反应涉及化学物质荧光素和荧光素酶。一些生物发光的生物体自己产生这些化学物质，而一些则通过它们的食物获得。
荧光素是一种能产生光的复杂物质。荧光素酶是一种酶或一种帮助加速反应的化学物质。它允许氧分子与荧光素结合。这个反应被称为氧化作用。一旦荧光素与氧气结合，它就会产生氧荧光素并以光的形式发出能量。光的颜色和强度取决于生物体内荧光素分子的排列方式，也取决于荧光素酶的类型。
一些生物体有称为光蛋白的化学物质，它与荧光素和氧气结合。它们不需要荧光素酶来发出光作为副产品。相反，它们在与钙离子接触时产生光。
生物发光绝不能与荧光相混淆。荧光是在有刺激性光线的情况下发生的，这种光线被吸收，然后在长时间内发射出来。
什么是生物发光的海藻？
生物发光藻类是微小的海洋藻类，能产生蓝绿色的光。它们是单细胞生物。甲藻是最常见的生物发光藻类，生长在海洋表面。 Noctiluca scintillans，也被称为海火花，就是这样一种生物发光的甲藻。
为什么生物发光藻类会发光？
生物发光藻类会产生荧光素和荧光素酶。甲藻中的荧光素酶与绿色植物的化学物质叶绿素相似。当生物发光藻类受到运动或环境变化的干扰时，荧光素和荧光素酶之间发生的化学反应被触发。
在双鞭毛虫中，荧光素酶和荧光素分子存在于一个叫做scintillon的圆形结构中。环境的干扰或变化导致甲藻细胞的覆盖层或外膜受到压力，这刺激了细胞内的某些反应。这导致了闪烁体的变化，使其更加酸性化。
这些变化激活了荧光素酶，加快了荧光素与氧气的结合。该化学反应产生了氧荧光素，并作为副产品产生了光。
生物发光的藻类在受到干扰时，会发出短暂的光。然而，环境的变化，如水的盐度降低，可以迫使生物发光藻类持续发光。
在这种情况下，它们看起来就像黑暗的海洋中闪烁的蓝色或绿色斑点。
生物发光藻类有危害吗？
生物发光藻类在黑暗水域的背景下显得十分迷人。观察生物发光可以是最美丽的体验。然而，这可能是一个警告信号，因为许多生物发光的甲藻物种是有毒的。
它们会对在它们周围游泳的鱼类造成毒害。如果你接触到这种生物发光藻类，它们也可能对你有害。有些物种，如海闪石，毒性不大，但仍会产生令人不快的副作用。
证据还表明，生物发光可以是环境变化的一个标志，包括污染和全球变暖。环境变化可以导致水中的低氧和高氮、高磷水平。有毒的甲藻在这种条件下往往会迅速繁殖和生长，导致有害的藻类大量繁殖。这可以进一步导致一种叫做 "赤潮 "的现象。数以百万计的过度生长的有毒藻类在白天将水的颜色变为红色，并导致水在夜间闪闪发光。
在赤潮期间，吃藻类的鱼类或虾类等海洋动物也会变得有毒，因为甲藻毒素在它们体内积累。如果你接触到海藻或吃了这些有毒的海洋生物，你可能有副作用，如肠道问题或食物中毒。有些甲藻会产生神经毒素，会影响你的大脑功能和记忆。
在生物发光的水中游泳安全吗？
有些生物发光藻类会产生毒素，对海洋野生动物、人类和任何与之接触的东西都是有害的，所以接触这些藻类或在生物发光的水中游泳可能不安全。你可以去有生物发光藻类的海边，但最好避免与藻类接触，在安全距离内观看发光。
哪里有生物发光的海藻？
生物发光藻类在夏季的几个月里在美国本土的水域中大量繁殖。它通常聚集在暖水泻湖或有狭窄开口的海湾。这可以防止藻类逃到公海中去。到了晚上，整个泻湖显得闪闪发光，灯火通明。
生物发光在日光下是看不到的。如果你想用肉眼发现它，它可能很模糊，特别是在周围有灯光的情况下。不过，在没有月亮的夜晚，在黑暗的海滩上，你可以看到甲藻类生物发光体在海岸上破裂的波浪中。当它们被冲上岸时，当你沿着海滩行走时，你可能会发现一些。你也可能在船的尾流中看到它，或者在水中的形状。
正在进行的研究
科学家们正在研究生物发光藻类在建筑中的应用。因为这些藻类可以产生光，它们有可能被用作可持续的、生态友好的光源。使用它们可以消除对由化石燃料驱动的电力的需求，并有助于保护地球。
除此以外，人机交互设计师正试图研究和了解生物如何能改善数字通信。生物发光的藻类就像微小的、自给自足的计算机，它们让科学家研究它们如何处理信息并与周围环境互动。这可以帮助创造新的和独特的数字系统，以方便人类。
