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海萤

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海萤是一类微小的海洋无脊椎动物,属于甲壳纲介形亚纲,身体由两片几丁质壳包裹。它们拥有独特的体外发光机制,通过上唇腺排出荧光素和荧光素酶,遇水后发生化学反应,释放出浅蓝色的“冷光”。每年春夏季节,当海萤大量聚集并受海浪拍打刺激时,便会形成梦幻的“蓝眼泪”奇观,在我国福建平潭等沿海地区时有出现。此外,海萤的荧光物质在科学研究中极具价值,其荧光素曾被成功结晶,荧光素酶也被广泛应用于报告基因检测等领域。
  • 中文学名: 海萤
  • 英文名: Cypridinia,Cypridina
  • 界: 动物界
  • 纲: 甲壳纲
  • 亚纲: 介形亚纲
  • 科: 海萤科
  • 属: 海萤属
详细介绍 PROFILE +

基本介绍

海萤是一类海洋无脊椎动物,属于节肢动物门甲壳纲介形亚纲海萤科(Cypridinidae)的发光物种。其个体很小,身体由两片几丁质壳包裹。海萤通过上唇腺排出荧光素和荧光素酶,在体外遇水后发出浅蓝色光,这种生物光被称为“冷光”。当海萤大量聚集时,会形成“蓝眼泪”现象,在中国福建平潭等沿海地区春夏季节可能出现。

海萤的发光机制在科学研究中得到应用。下村修在1950年代成功结晶了海萤的荧光素,其荧光素酶也被用于报告基因检测。

生长与分布

栖息环境

海萤是生活在海湾里的一种浮游生物,常栖息于浅水底部沙层。其活跃温度在20~30℃之间。

分布范围

海萤是一类海洋无脊椎动物,其分布具有极高的地区特异性,某些海萤物种仅出现在特定岛屿周边的珊瑚礁里。在亚洲,海萤分布于日本、马来西亚、中国台湾、福建沿海等地。

例如,在中国福建省的平潭岛(坛南湾、流水码头、猴研岛)、泉州净峰惠女湾、厦门海滨等地均有出现记录。此外,在中国山东威海沿海也曾观测到希氏弯喉海萤。

除亚洲外,加勒比海海域也有海萤分布。

在东海海域的生态调查中,秋季以齿形海萤为最优势种。

形态及特征

海萤是一类介形类的甲壳动物,其身体由两片薄薄的几丁质壳包裹,壳内隐约伸出触角、附肢和尾叉。个体很小,肉眼可见,长度约为3毫米,不比一粒芝麻大。与同区域形成蓝眼泪现象的夜光藻相比,海萤的外壳更硬。

其英文别名包括Cypridinia、Cypridina等。Cypridina作为一个属名,指代一类通常具有生物发光能力的海洋甲壳动物,其特征包括三只眼睛和外壳前部有深缺刻。例如,在中国福建近海常见的齿形海萤(Cypridina dentata)即为该地区形成“蓝眼泪”现象的海萤物种之一。

生活习性

海萤受刺激时,就把直径只有万分之一厘米的荧光素黄色颗粒,和直径只有万分之二厘米的无色荧光酶颗粒,以及由发光腺中产生的粘液一齐排入水中,产生浅蓝色的光。发光机制包括细胞内发光和细胞外发光两类:前者较普遍,以夜光藻为代表;后者为从生物体排放出来的某些腺体中含有能发光的物质。两者都是通过化学反应将化学能转变为光能。因放出的能量很微,称为冷光。

这种细胞外发光的现象,引起了科学家们的极大兴趣。他们发现,海萤发光是荧光素和萤光酶在起作用。科学家还将海洋生物发光同人工光源进行比较,发现生物发光的效率特别高,全部化学能都能转化为光能,而人工白炽灯的90%的电能都以红外线的方式转变为热能消耗掉了。因此,生物光被称为“冷光”。海萤发光的作用之一是求偶,此外,发光也可起到吸引更大天敌以防御敌害的作用。

海萤(Cypridina)具有心脏,具有介形亚纲动物的一般特点,而具有心脏是其与甲壳纲其它动物的一大区别。而两个密切近似的属,即贝水蚤属(Cypris)和离角蜂虻属(Cytherea),都没有这种器官;海萤的某一物种具有很发达的鳃,而另一物种却不生鳃。

当海萤在适宜环境条件(如春夏水温较高、营养物质丰富时)大量聚集,会形成海洋发光现象,俗称“蓝眼泪”。在我国沿海已知的蓝眼泪现象主要由甲藻(夜光藻为主)和海萤产生,在福建平潭等沿海地区,这种现象成为自然旅游景观。

海萤夜光是海面上的一种奇景,海面上青火如灯,随潮起潮落,幽幽浮来,触岸即灭,彻夜不息。坐在岸边,迎着徐徐的海风,看点点如豆之光随波漂流,夜晚静观,让人更觉寂静、神秘。

繁殖方式

繁殖季节在春末夏初,蓝眼泪高发期在4月到8月。海萤的发光作用之一是求偶,雄海萤会主动发光或吐出发光粘液以吸引雌性。海萤离开海水后生存时间很短,约10秒到100秒。

病害防治

海萤大量聚集形成的蓝眼泪现象经常与赤潮相关联,主要是因为二者都受到水体营养物质过高的影响。蓝眼泪爆发后可能伴随赤潮的发生,影响海水质量和沿海养殖业。海萤本身是介形类动物,并非赤潮藻类;而蓝眼泪现象中的夜光藻则是赤潮藻类之一。

价值及其他

亚种分化

海萤并非特指某个单一物种,而是一类在海上随波逐流的介形类的甲壳动物的统称。会发光的海萤主要包括产生绿光的吸海萤科(Halocyprididae)里的部分物种,和产生蓝光的海萤科(Cypridinidae)里的部分物种。已知会发光的海萤至少有10个种类,但科研人员推测目前全球还有数十乃至上百种会发光的海萤在等待被研究和命名。

常见的发光物种包括希氏弯喉海萤(Vargula hilgendorfii)。在福建平潭等地引发“蓝眼泪”现象的海萤,经鉴定并非希氏弯喉海萤,而更可能是海萤属(Cypridina)的齿形海萤(Cypridina dentata),后者是福建近海的常见种。齿形海萤也是东海海域秋季浮游介形类中的最优势种。

下级分类

海萤在分类学上属于节肢动物门介形纲状肢目,主要包括海萤科(Cypridinidae)和吸海萤科(Halocyprididae)。海萤科下包含多个属,如海萤属(Cypridina)和弯喉海萤属(Vargula)。常见物种包括齿形海萤(Cypridina dentata),为福建近海的常见种,以及希氏弯喉海萤(Vargula hilgendorfii)。

近种区别

海萤常与同样能形成“蓝眼泪”现象的夜光藻相混淆。海萤属于节肢动物门介形纲状肢目海萤科的甲壳动物,而夜光藻属于甲藻门,是一种单细胞浮游藻类。在发光机制上,海萤为细胞外发光,其上唇腺能排出荧光素和荧光素酶,两种物质在体外遇水后发生反应产生浅蓝色光;夜光藻则为细胞内发光,其发光化学反应发生在藻体体内。

海萤个体较小,约1-3毫米,具有两片几丁质外壳,常生活在浅海沙层或随波逐流。夜光藻为球形单细胞,个体相对更大,营浮游生活。夜光藻大量繁殖可能形成有害的赤潮;而海萤本身并非赤潮藻类,其大量出现虽可能与水体富营养化有关,但不直接等同于污染指示。

本属种类

尖突海荧 Cypridina acuminata

齿形海荧 Cypridina dentata

无剌海荧 Cypridina inermis

小型海荧 Cypridina nana

卵海荧 Cypridina ovum

锯齿海荧 Cypridina serrata

弯曲海荧 Cypridina sinuosa

非对称拟海荧 Cypridinodes asymmetrica

不规则拟海荧 Cypridina bairdii

铠甲拟海荧 Cypridina galatheae

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