藻类光合作用发出管弦乐队的声音

我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前发出的,在我们看到的最远的物体的情况下,光是在80亿年前发出的。这样当我们看宇宙时,我们是在看它的过去。

——霍金《时间简史》


藻类光合作用发出管弦乐队的声音


光合作用的藻类会产生气泡,这些气泡发出的声音将来可以用来评估海洋生态系统的健康状况。照片由Lee Rentz/Alamy Stock Photo提供

藻类将阳光转化为能量的[电子] 声脉冲信号,为海洋生态系统增添了声音景观。

在水下栖息地里戏弄声音就像在时代广场中央听街灯发出的噼啪声。因此,当科学家们认为他们听到了珊瑚礁上的藻类的声音时,他们的直觉产生了一些怀疑。似乎久坐不动的珊瑚礁怎么会在海洋中一些最爱聊天(也是最浮夸)的居民、浪花和吵闹的人身上响起呢?事实证明,是泡沫。

藻类光合作用发出管弦乐队的声音

就像帮助我们呼吸的植物一样,藻类也会光合作用。在水下,这种将阳光和二氧化碳转化为能量和氧气的过程使微小气泡螺旋状地朝向水面。根据一项新的研究,当每个气泡脱离藻类时,它会变平。这项发现背后的科学家们描述,就像通过听诊器听到的心跳一样,测量这种独特的声音可能是监测珊瑚礁健康的新方法。

藻类光合作用发出管弦乐队的声音

罗德岛-美国海军海战中心的海洋学家劳伦和西蒙·弗里曼夫妇首先注意到了夏威夷群岛上奇特的鸣声。他们发现,健康、受保护的珊瑚礁的声景主要由低频的声音(通常由鱼类和其他大型动物发出的那种声音)控制,而退化的珊瑚礁的音调明显更高。

海洋学家西蒙·弗里曼说,聚集在一起进行光合作用的藻类听起来就像香槟。视频由Freeman等人提供。

虽然稍微埋藏在静态下,由光合作用产生的气泡引起的独特的咔嗒声或乒乓声可以在这个片段的1.5秒内听到。音频由弗里曼等提供。

西蒙说:“在故事的结尾,我们被告知声音来自于捕虾。”“[但是]声音和覆盖海底的藻类比例之间似乎存在关联。”

弗里曼夫妇及其同事决心挖掘得更深,他们把红藻放在没有吵闹的甲壳动物或其他动物的水箱里。他们拾起的声音与生长中的珊瑚礁的高频声音相匹配。

这个发现是对声生态学领域的一个有趣的补充,声生态学通常集中于大型动物,如鲸鱼和海豚,埃里卡·斯塔特曼说,她是声生态学家,一位声学生态学家是第一个识别小鱼发出声音的人,他没有参与这项新研究。

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“当我把一台录音机放入水中时,我通常会对一些我以前从未听过的新鱼叫声感到惊讶,”斯塔特曼说。“有太多的东西要去发现。”

Staaterman对监测藻类声音的潜在应用很感兴趣。在珊瑚礁上,藻类有助于产生氧气。但是它们的流行率并不总是积极的:如果覆盖层太厚,藻类会窒息敏感物种,如珊瑚,甚至导致有害微生物数量激增。通过一些微调,研究人员的希望是,窃听藻类可以提醒科学家在珊瑚礁组成有问题的变化。

藻类光合作用发出管弦乐队的声音

海洋学家Simon Freeman说光合藻类的声音听起来像泡沫香槟。视频由弗里曼等提供。

斯塔特曼说:“在生物声学和生物多样性之间建立这种联系是一个充满希望的令人兴奋的领域。”声学监测已经在澳大利亚用于监测重要的海草栖息地。

西蒙说:“现在,潜水员在视觉上评估珊瑚礁。”这个过程耗时且昂贵,这限制了每个调查的范围。将来,也许可以通过使用自主交通工具来快速收听珊瑚礁的声音,并评估它可能与前一年有什么不同。

在海洋管弦乐队中,每种乐器都扮演着一个角色。就像这个不起眼的三角形,如果没有海藻的细微的碰撞,分数就不会是一样的。


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