漆黑的深海中,有一群神秘生物正在用视觉进行交流


漆黑的深海中,有一群神秘生物正在用视觉进行交流

在蒙特利湾水下200米处,一群洪堡乌贼正在成群游动。

在太平洋1500英尺深的冰冷海水中,数百只与人类一般大小的洪堡乌贼正在吃一块手指般长短的灯笼鱼。有趣的是,这些掠食者们飞快地从彼此身边游过,却从不会互相碰撞或争夺猎物。

它们是如何在近乎黑暗的深海中建立这种秩序的呢?一项来自美国斯坦福大学和蒙特里湾水族馆研究所(MBARI)的研究表明,答案可能是通过视觉通讯。研究人员认为,就像电子阅读器上的文字一样,乌贼能够利用肌肉中的发光器官发出微弱光线,从而产生一种背光来改变皮肤上的色素沉着模式。洪堡乌贼可能以这些变化的模式作为信号,互相交流。相关论文于3月23日发表在《美国国家科学院院刊》上。

“很多生活在浅水中的乌贼并没有这种发光器官,所以这可能是乌贼为了适应开阔海域而进化出的重要特征。”斯坦福大学人文科学学院生物学研究生、论文的第一作者Benjamin Burford说,“也许它们需要这种发光和展示图案模式的能力来促进群体行为,以便在那里生存下去。”

在人工环境中研究洪堡乌贼的行为几乎是不可能的,因此在这项研究中,该论文的资深作者、MBARI公司的Bruce Robison利用遥控潜艇(ROVs),即无人驾驶的机器人潜艇,拍摄了洪堡乌贼在加利福尼亚海岸附近活动的画面。

尽管ROVs可以记录乌贼的皮肤图案,但摄像机拍摄所需的光线较强,无法记录下它们所发出的微光,研究人员因此无法直接测试背光假说。庆幸的是,他们对捕获来的乌贼进行了解剖研究,发现了支持该假说的证据。

利用ROV拍摄的视频,研究人员分析了单个乌贼进食和不进食时的行为,揭示了这些行为是如何随着周围其他乌贼的数量而改变的——毕竟,同一两个人说话和对着一大群听众说话所使用的交流方式是不同的。

这段视频证实,乌贼的色素沉着模式似乎与特定的环境有关。有些图案非常详细,足以说明乌贼可能在传递精确的信息,比如“那边的鱼是我的”。也有证据表明,它们的行为可以被分解成不同的单元,这些单元可任意组合以表达不同信息,就像字母表里的字母一样。尽管如此,研究人员强调,现在就下结论说乌贼的交流方式与人类语言类似还为时过早。

“就在此时,深海里可能有乌贼正在互相发送信号。”斯坦福大学霍普金斯海洋站丹尼实验室的成员Burford说,“但我们并不知道它们说了些什么,也不知道基于这些信息它们又会做出什么样的决定。”

尽管这些乌贼在昏暗的光线下能看见彼此,但它们的视力可能并不是特别敏锐,因此研究人员推测,这些发光器官会通过增强皮肤上图案的对比度来帮助乌贼进行视觉通讯。为验证这一假说,他们绘制了洪堡乌贼身上的发光器官的位置图,并将其与这些生物身上出现的最详细的皮肤模式进行了比较。结果显示,发光器官最密集的区域——比如乌贼眼睛和鳍的边缘之间的一小块区域——与那些图案最复杂的区域相对应。

将来,Burford还想制造一些虚拟的乌贼,让它们在真实的乌贼面前进行投射,以检测洪乌贼是如何对虚拟乌贼的模式和动作做出回应的。到目前为止,研究人员对他们的发现感到很兴奋,但他们渴望在深海做进一步的研究。虽然研究深海里的生物是一项艰辛的工作,但这项研究有可能为我们了解生命的功能提供新的信息。

“我们有时认为乌贼是生活在陌生深海世界中的奇异生命,但它和我们之间有很多共同点——它们群居,具有社会性而且会彼此交谈。”Burford说,“研究它们和其他深海动物的行为对于了解生命如何在陌生环境中生存十分重要。”

编译:Max 审稿:alone 责编:邓可

期刊编号: 0027-8424

原文链接:https://news.stanford.edu/press/view/32929


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