最近，一个神奇的荧光海出现在大连的海边双厝。我的许多朋友去海边享受它。海浪拍打着海滩，变成了蓝色的海岸线。海浪拍打着岩石，蓝色的星星像星星一样坠入大海。然而，这种奇妙的景象是如何形成的呢？

蓝色海岸线

发光礁石

荧光海中的夜光藻

荧光海中最常见的发光生物是夜光藻，它是一种浮游甲藻，主要分布在温带和亚热带沿海水域，属于普通藻类。

我国见到的夜光藻种类为红色夜光藻，红色夜光藻所在海域白天呈红色，这是其伴生藻类造成的颜色。事实上，夜光藻没有色素体。它是一种异养生物(非光合作用)，以浮游生物、硅藻、其他甲藻、鱼卵和细菌为食。

珊瑚礁周围的夜光藻

长时间曝光后用单反相机拍摄的荧光海是梦幻般的(图3)，而光学显微镜下的夜光藻是圆滚滚的(图4)。

显微镜下的发光藻类

夜光藻有一个球形的身体，高度泡化。它有一个可以轻微移动的触手。它可以将小的浮游植物或有机颗粒送入细胞口，并在细胞内形成食物液泡进行消化。它的原生质集中在细胞开口附近，并有一个细胞核。它们体积小，细胞直径为0.15至2毫米。白天肉眼也能发现它们。

为什么夜光藻会发光？

夜光藻的发光实际上是一种保护机制。它的天敌是桡足类节肢动物。突然发光可以吓跑它们，或者用光来吸引更大的动物，先吃桡足类动物。

目前，已知的生物发光系统的发光机制可分为两类，一类是荧光素-荧光素酶系统，另一类是Ca2+触发的发光蛋白机制。夜光藻的发光机理属于前者。

在荧光素酶-荧光素酶系统中，荧光素和荧光素酶是分开的。当夜光藻表面受到外界压力刺激时，会产生一系列信号分子，使荧光素酶在荧光素酶的作用下被氧氧化，生成高能含氧荧光素，然后释放能量成为氧化荧光素，在此过程中大部分能量转化为光，荧光素酶可以在此过程中重复使用，只消耗荧光素底物。陆生昆虫、蠕虫、细菌和海洋软体动物、细菌、鱼类和其他发光生物的发光机制是相同的。

Ca2+触发发光蛋白的机制主要是发光前底物和发光蛋白没有分离。例如，发光水母可以在有氧和无氧条件下发光，因为水母中存在水母发光蛋白。发光蛋白复合物是通过过氧键连接腔肠素和腔肠素分子而形成的。Ca2+与发光蛋白复合物上的腔肠素结合后，发光蛋白复合物分解成载脂蛋白和含二氧杂环丁烷结构的腔肠素分子。CO2释放后，酰胺腔肠酰胺形成发光。完成这一系列反应后，脱辅基蛋白可以继续与腔肠动物结合形成发光蛋白复合物，脱辅基蛋白可以重复使用。

我什么时候能看到荧光海？

夜光藻的种群动态受水文因素(温度、盐度等)的影响。)，生物因素(中型浮游动物等。)和气象因素(风速、风向等))。食物对夜光藻的生长特别重要，但是它的影响在不同的水域有很大的不同。让我们以大连为例，看看什么时候会出现荧光海现象:

水温:夜光藻的适宜温度范围为10-25℃，在大连观赏荧光海的最佳时间为4月底至5月初。夏季过后，随着气温上升，大量夜光藻将会死亡。

风向:应该有风吹向陆地。大连的大海石和小海石属于渤海，所以当北风吹来时，北风把夜光藻吹到岸边，观察到荧光海的可能性增加。大连黑岩礁海域属于黄海，因此当南风吹起时，黑岩礁中荧光海的概率较高(图5)。

大连看荧光海的位置(来源:百度地图)

位置:它通常出现在海湾。海湾更有利于荧光藻类的聚集和繁殖。三面海是观看荧光海的最佳场所。

潮汐:涨潮时荧光更明显。由于发光藻类需要外界干扰才能发出荧光，当潮水高涨时，海浪的大扰动会使发光藻类发光。退潮时，沙滩上会留下大量夜光藻。此时走在沙滩上会留下梦幻般的蓝色脚印。夜光藻也可以用来在海滩上“画画”(图8)。

一颗用手在沙滩上画的“荧光心”。

海里的夜光藻

盐度:大雨后不宜观看荧光海。夜光藻的最适盐度应在29至33之间。种群主要分布在海水表面。暴雨或梅雨期间，地表水的盐度急剧下降，这对夜光藻种群具有很大的破坏力。

荧光海=赤潮？

有些人认为夜光藻对污染非常敏感。它们生活在干净的水环境中，所以荧光海现象只会出现在污染较少的海湾。

事实上，事实恰恰相反！

尽管夜光藻本身无毒，但它的出现代表着海洋环境的恶化！海水富营养化增加了夜光藻作为食物使用的细菌、蓝细菌和单细胞藻类的数量，这可能导致夜光藻的爆发性生长，从而形成赤潮。

赤潮也叫赤潮，是一种水华现象。它是一种海洋灾害，是指在一定的环境条件下，海水中一些微小的浮游植物、原生动物或细菌的突然增殖和聚集。

赤潮爆发时(从互联网上)大量鱼类死亡

夜光藻赤潮对海洋生态有很大的负面影响。

当夜光藻赤潮爆发时，大量细胞附着在鱼类的鳃上，导致大量鱼类窒息死亡。死鱼的降解过程消耗大量溶解氧，并释放硫化氢等有毒物质，对水环境造成破坏。

有毒物质在鱼类和贝类中积累，人类食用后可能会中毒或死亡。

夜光藻会吃鱼卵，导致渔业产量下降。

夜光藻的增加也会改变浮游植物的群落结构。它们对硅藻和桡足类粪便的摄入防止了硅藻和桡足类粪便的沉降，这不利于固定的有机碳最终储存在相对稳定的碳储存库中(例如，埋在海底，变成不容易降解的形式等)。)。

虽然荧光海看起来很美，但它却是人类不想看到的风景。

参考:

1、察尔科娃·阿·斯，卡斯科娃·兹·米，亚姆波尔斯基.《两种荧光素的故事:真菌和蚯蚓新的生物发光系统》，[，2001年.化学研究账户，2016，49(11):2372380 .

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2、哈里森·P·J、古里亚·K、格列伯特·P·M等.[红绿夜光藻的地理分布.中国海洋与湖泊学报，2011，29(4):80831 .

宫口，藤崎，菊池，等.日本[实皆湾沿岸海域夜光藻水华与环境因子的关系.浮游生物研究杂志，2006，28(3):31324 .

4.张逢春杨颖。[荧光素酶的分类、结构及应用。北华大学学报(自然)，2006，7 (5): 41415。

5.宋，，孙军.夜光藻有性生殖的研究进展[J].生态学杂志，2016，36 (9): 2452459。

拉普安特·M·莫尔斯·D .重新评估3’-UTR结合翻译抑制剂在沟鞭藻生物发光节律调节中得作用.[·J .生物化学，2008，389(1):13 .