@藍眼淚群友，今夜海是什么顏色？ | 科到了

作者：王涵 | 中國科學院大學 現就職于煙臺市海洋經濟研究院 審核：王文君 高級工程師 | 煙臺市海洋環境監測預報中心

夜幕降臨時，岸邊的海水輕輕拍打沙灘，激起泛著藍色熒光的波浪，宛如漫天星辰墜入大海，如夢似幻。岸邊游人將一顆石子擲入海中，一圈圈藍色漣漪層層暈染，轉瞬即逝。這就是獨屬于沿海的浪漫景——藍眼淚。

圖一 藍眼淚

四月以來，藍眼淚在山東的煙臺、日照和福建平潭等地輪番現身，大批愛好者開啟了“追淚旅程”。五一期間海邊更是游人如織，文旅部門推出了追淚攻略，當地居民與游客還自發組建了藍眼淚互助群，實時分享觀測情報，一旦捕捉探尋到藍眼淚出沒線索大家便匆匆奔赴，只為捕捉這一瞬間的浪漫。

圖二 追淚攻略和互助群

一、一滴藍眼淚，半部甲藻史

你知道“藍眼淚”究竟是什么嗎？夜晚夢幻的海水到了白日卻換了一副模樣，海面漂浮著成片泛紅、略帶粘稠與異味的物質就是“藍眼淚”的真實身份——夜光藻（Noctiluca scintillans）。如果每升水里夜光藻的數量達到3000-10000 個甚至更多時，就會變成令人警惕的現象——赤潮。

圖三 白天的藍眼淚和顯微鏡下的夜光藻

赤潮對海洋生態系統及相關產業的危害想必大家早已知曉，在引發赤潮的生物中，甲藻類是主力軍之一。夜光藻就隸屬于甲藻大家族，但其成熟形態（二倍體營養細胞）卻是家族中的異類：身體沒有外殼包被，沒有典型的橫溝和縱溝，還圓潤可愛，像一顆吹脹的小泡泡，200-1000微米的大小肉眼就可以看見；前端吃飯的地方生有一條長觸手，觸手基部還藏著一根短小鞭毛，給捕食吃飯幫了大忙；它身上還有退化的橫溝痕跡，腹面中央的縱溝和背面的桿狀器，能幫它在水里慢悠悠地前后劃水，方向感還挺不錯。

到了繁殖時期，夜光藻既能無性繁殖一分為二（下圖b），也能進行有性繁殖，老母親（配子母細胞）產生的單倍體游動孢子是傳統甲藻的模樣：身體不那么圓潤，橫溝、縱溝和兩根鞭毛一應俱全。這種特殊的形態和繁衍模式讓科學家們專門為它量身定制了夜光藻目、夜光藻科、夜光藻屬。

圖四 夜光藻不同類型細胞及配子

夜光藻可不是甲藻家族里唯一的發光者，除了它還有亞歷山大藻、膝溝藻、紡錘梨甲藻、多邊舌甲藻、長刺角甲藻等等，但它們發光機理基本相同。發光的來源是一個叫閃光體的結構，它們像一個個獨立的小房間附著在液泡膜上，每個里面住著熒光三兄弟：老大熒光素結合蛋白、老二熒光素酶和老三熒光素。海面平靜時，帶有化學能的熒光素老三就像液體燃料，被老大結合蛋白緊緊地保護起來，等待著被點燃的契機。潮起，甲藻細胞壁感受到了外界的擾動，便依次傳遞信號（其實是電位變化）給液泡膜和閃光體膜，導致閃光體內pH值迅速下降，這好似按下了開關鍵，老三熒光素掙脫了大哥的保護，與改變了自身結構的老二熒光素酶緊緊相擁，加上氧氣，這次藍色火焰的點燃工作便順利完成。一般來說海水的擾動越強，甲藻發出的光芒就越強；如果海水擾動沒達到一定閾值，便不會發光。

圖五 夜光藻不同類型細胞及配子

有些甲藻的發光還存在晝夜節律，比如梭狀角藻和鈍角原多甲藻在夜間的發光強度分別是白天的29倍和137倍；比如芬蘭海域一種亞歷山大藻的發光強度在日落后開始增強，午夜達到最大，到早晨則完全消失。這些甲藻體內像裝了一個24小時生物鐘，白天強制它休養生息，只為了晚上更好的發光。這個節律還

是內源性的，即使在完全黑暗的環境中培養，其發光能力依然存在晝夜變化。

對于個頭微小的甲藻來說，發光雖然很耗力氣，但它們對于發光能量的分配甚至優于細胞自身的生長，真的是很執著啊。究其原因目前有“報警”和“恐嚇”兩種猜測，簡單來說，當甲藻認為到自己快要被浮游動物捕食時，“報警”認為它會通過發光向更高級的捕食者報信，借助更高營養級的生物來擺脫危機；而“恐嚇”則認為，它是想通過突然發光，嚇懵正要吃自己的浮游動物，然后趁機溜之大吉。

但在美國西海岸有個特例，研究人員發現這片海域有一群叛逆的夜光藻，無論怎么攪動海水都堅決不發光，研究表明這些群體內根本沒有老三熒光素！老二熒光素酶也因為基因突變永久失效，成了擺設。而且這些不發光的夜光藻只有正常大小的一半，繁殖速度顯著增快。研究人員推測，放棄發光是這些夜光藻為了適應環境不得不做的改變，該區域的主要捕食者不依靠視力捕食，發光達不到“報警”和“恐嚇”的效果，久而久之，發光的功能逐漸退化，轉而將用于發光的能量轉而投入生長繁殖，保證了自己種群的繁榮壯大。

說回夜光藻，它雖名字里帶個“藻”字，習性卻和普通藻類大不相同。紅色夜光藻的細胞內，原生質呈淡紅色，沒有葉綠體，沒法像普通藻類那樣靠光合作用“自給自足”，只能吃細菌、別的藻類等生物維持生存；還有一種綠色夜光藻體內住著共生綠藻，兩藻之間互利共生，你給我穩定的庇護所，我給你點營養省得你天天奔波找吃的，所以這種綠色夜光藻偏愛溫度更高、陽光更穩定的海域。而我國目前發現的夜光藻均為紅色夜光藻。

二、生成一片藍眼淚，需要幾步？

2021年2月14日，廣西北部灣潿洲島海域出現了一次有記載以來最大的夜光藻赤潮，夜光藻濃度達到了3.2×105 cells/L，遠超赤潮標準的104 cells/L，波及面積范圍達到了6400平方千米。

圖六 2021年2月北部灣夜光藻赤潮現場圖及14日遙感圖

這個規模有多驚人？據官方統計，近十年來，每年大約會發生50次赤潮，這一年內50次加起來的總面積才約為6000平方千米。而2021年全年各地赤潮累計總面積達到了歷史性的23277平方千米，是其他年份平均面積的近四倍。

圖七 2015-2024年我國海域赤潮累計面積統計

這次夜光藻赤潮還有兩個反常情況：一是赤潮發生時間是2月份，而非以往常出現的4-5月；二是分了上下半場，赤潮從2月13日開始出現，17日突然消散，3天后又猛烈的卷土重來。

那這一年究竟有什么特殊的情況，赤潮早早的大面積現身？而且為什么突然消失后再出現？借著這次超大夜光藻赤潮，我們來探尋它們產生的秘密。

地理位置：安置夜光藻身心的港灣

赤潮經常在各種海灣現身，只因這里營養豐富，食物充足，水流舒緩，風浪溫和。北部灣位于我國南海的西北邊，是我國最大的半封閉海灣，東臨中國廣東雷州半島和海南島，北靠廣西，西接越南，與瓊州海峽與南海相連。夜光藻一看，這種繁衍生息的風水寶地哪找去？進去了就不想出來，為這次大面積赤潮的爆發埋下了伏筆。

圖八 北部灣地理位置

除了北部灣，渤海區域的渤海灣、遼東灣、萊州灣、膠州灣，大連的蟹子灣、大黑石、小黑石，福建平潭海壇灣、長江澳、龍王頭等天然海灣都是夜光藻頻繁扎堆的地方。河口附近也是赤潮的高發地，比如鴨綠江口、黃河口、長江口、閩江口等等，江河每天往海里倒淡水的同時，攜帶著泥沙和豐富的營養，再遇上海灣和島礁的阻擋，夜光藻變極易發生大規模滯留。

水溫：春江水暖藻先知

紅色夜光藻對水溫適應能力的還是挺強的，10℃-25℃的水溫都能接受，而且生活在不同海區的夜光藻已經練出了因地制宜的本事，比如日照、膠州灣海域的夜光藻6℃以下就活躍起來了；但大部分情況下，20℃左右的水溫是讓它感覺最舒服的，生長繁殖也格外迅猛。研究表明，中國沿海夜光藻赤潮位置呈明顯季節規律：冬季至夏季由南向北推進，秋季隨水溫降低向南回撤。

大家可能會想，2月份就出現這場超大夜光藻赤潮的原因難道就是水溫？答案是有它的助力，但并非關鍵。統計數據表明，北部灣2月份的水溫與之前和之后的年份并沒有顯著差異，都在16-24度上下。水溫雖不是導致這場赤潮的決定性條件，但是不可或缺的必要條件，沒有合適的水溫作為保障，再關鍵的條件也難以促成赤潮爆發。值得注意的是，水溫和赤潮有強烈的“反因果關系”，衛星監測顯示，赤潮區域的水溫比周邊海域高出2.5℃至2.9℃，純是夜光藻像厚被子一樣自己捂出來的。

食物和它的搬運工們：一場精心的耦合

終于輪到赤潮爆發的關鍵因素登場了，這些因素趕巧湊到一起，齊心協力解決了一個核心難題——給夜光藻“送飯”。

你可能會認為：這么大赤潮，海水一定很肥吧？非也。營養鹽不會直接影響夜光藻的生長繁殖，但會影響到夜光藻的口糧——其它的浮游植物，尤其是硅藻。研究表明，2021年北部灣赤潮暴發時，水質達到國家Ⅰ類標準，富營養化指數小于1，屬于貧營養，而且還極度缺磷。那夜光藻可怎么活哇？雖然北部灣這沒有營養，但是廣東那邊可有的是。只不過兩地相隔一定距離，干脆叫來了幾位搬運工，其中一股沿岸流自東向西穿過瓊州海峽，把粵西地區富營養化的水一波一波地運到北部灣；灣內氣旋式環流，把營養物質和藻細胞往潿洲島西側聚攏；在垂直方向上，海底的冷水還帶著營養鹽翻上來補給一下。

有了搬運工助力，在赤潮爆發前幾天，硅藻先爆發了，它們可是紅色夜光藻的最愛，海水中葉綠素a濃度也迅速升高。靠著這條超短食物鏈，夜光藻瘋狂干飯，密度飆升，葉綠素a也跌到谷底。不過食物鏈短了也致命，這個草臺班子堅持了一個多星期就進入了衰退期。

還有一個重要角色是風。2月的北部灣，東北季風少見的偷懶了。赤潮暴發那幾天大多刮2-3級風，海面相對來說比較平靜。這種弱風環境也為赤潮的爆發提供了助力：既能可以幫助夜光藻舒服地聚在表層，又不會把它們吹散；而2月17日赤潮突然消失，正是因為東北風突然增強到7m/s以上，海水上下翻滾將夜光藻攪到深處，衛星云圖上完全看不到它們的蹤跡；三天后風力又恢復到先前的微風狀態，于是夜光藻又卷土重來。

圖九 17日遙感圖，夜光藻已消散

圖十 赤潮期間風速與赤潮面積的關系成反比

研究表明，夜光藻一年四季都存在于我國沿海海域，它之所以會爆發，都是地理位置、適宜水溫、風力、水動力、營養供應這幾個條件的完美配合，只是不同海域、不同時期，這些條件的組合方式略有差異。國內經常發生赤潮的地區，附近都有營養水源和沿岸海流，只等到水溫適宜的弱風時節，便是夜光藻聚眾鬧事的時候。福建平潭是國內藍眼淚現象最穩定的地區，它靠浙閩沿岸流源源不斷“送貨”，加上東北季風減弱或轉向，導致海灣內的水體滯留時間延長、分層加強，夜光藻安心在這里積累數量，最終形成我們看到的藍眼淚景觀。

氣候變化下藍眼淚40年間的變遷

經過前面的分析，我們已經了解到夜光藻赤潮發生的一些自然規律。但研究人員翻了過去90年（1933年到2023年）中國沿海的赤潮記錄，又結合了40年的衛星海溫數據和基因測序技術，他們驚奇的發現，發現氣候變化在緩慢的影響藍眼淚的發生節奏。

首先是藍眼淚“北漂”了。過去40年，中國沿海的海水持續變暖。夜光藻最喜歡的溫度區間是21.9℃到22.7℃，這條舒適線正在逐年向北挪移，于是藍眼淚也跟著搬家。據統計，秋天的赤潮平均緯度北移了超過8度，夏天也挪了5度以上。2000年以前集中在南方海域的藍眼淚，如今在北方沿海也能頻繁見到。

圖十一 左為各個季節四十年間每十年的主要發生地區向北發生了移動；右為統計學擬合出的緯度變化

其次是赤潮的“日歷”亂套了。以前赤潮主要集中在4到5月，現在有人1月就能看到藍眼淚，一直拖到8月還不肯散場，氣候變化把這部春季限定的“短劇”硬生生拉成了半年長的“連續劇”，“單集”的持續時間也越來越長。

圖十二 藍眼淚發生高峰期逐漸拉長

令人擔憂的是赤潮整體變得更加混亂了。這40年間，赤潮的持續時間大約每10年出現一次波峰波谷，但整體趨勢是往上走的。2000年以后，有毒赤潮和雙相型赤潮（由兩種赤潮生物引發)明顯增多，以前不常見的外來藻種也開始湊熱鬧，給海洋生態治理帶來了更大挑戰。

圖十三 藍眼淚持續天數每十年一高峰且逐步增長

三、滄海閃爍點點光，驚盡人間代代眸

雖然“藍眼淚”近些年才興起，但海洋發光現象很早就引起了人們的注意。在學術上，歐洲科學家自18世紀開始系統研究海洋生物發光情況，給夜光藻的命名過程也是一波三折。

時間回溯到1753年，英國博物學家Baker首次將夜光藻記錄在文獻中，受限于當時的科學認知水平，他無法準確界定夜光藻的生物分類，只能模糊地將其描述為 “發光生物”。在這之后的很長一段時間里，人們將夜光藻歸入水母類，命名為Medusa marina，算是有個家，有個名字。

1804年，愛爾蘭博物學家Macartney在英格蘭的赫恩灣度假時偶然發現了這種在海水中閃爍發光的生物，并在1810年發表的一篇論文中將其命名為“Medusa scintillans”，意為“閃爍的水母”，準確抓住了它最明顯的特征。在未來確定夜光藻正式命名后，人們常常會在其學名后標注 Macartney 的名字以表紀念。

圖十四 Macartney發表的論文，那時還是手寫稿

1816年，法國自然學家Suriray為夜光藻創建了一個新家“Noctiluca”，意為“夜光”，將其從水母類中獨立出來；1834年，德國自然學家Ehrenberg確認其為單細胞生物，描述其微觀結構，并提出屬名Mammaria和種名Noctiluca marina。

德國生物學家Haeckel曾做了一件大事，他直接創立了一個新世界——原生生物界，把當時顯微鏡下發現的、所有不能明確歸入動植物的單細胞生物，以及細菌等原核生物囊括其中，這在當時掀起了一番爭論。順便的，他在1894年把夜光藻與甲藻歸為一類，并建立了夜光藻目，這一分類體系一直延續至今。

20世紀初，美國著名原生動物學家Kofoid和他的學生Swezy一起寫了《自由生活的裸甲藻》，通過詳細細胞學觀察，最終確立夜光藻分類地位和它現在的名字Noctiluca scintillans。道路是曲折的，前途是光明的，這場跨越世紀的命名接力一點點拂去了覆蓋在藍色熒光上的塵埃，此后，科研人員對夜光藻的研究邁入了分子與組學時代。

雖然我國對夜光藻的研究起步較晚，但是古代的漁民很早發現，在溫暖季節的夜晚捕魚，常常能看到海面泛起幽幽光亮，他們便將這種神奇現象稱為“海火”。在明代崇禎年間，學者方以智曾寫過一部百科全書著作《物理小識》，第二卷中有一個章節叫“陰火謙燃”，里面就記載了海上發光現象：

曾弗人曰：呂宋客言，船上夜以淡水茶潑海，則見火起。小西洋一處，?；鹨故?，持器汲起，滿器皆火光，滴入掌中，光亦瑩然可玩。

這段話是說：到呂宋的商人講，夜里在船上把茶水潑到海里，就會激起火星；小西洋某處“?；稹痹谝雇硖貏e旺，用容器舀起來，整個容器都是光；滴在掌上，光亮晶瑩，可以把玩。細細品味這段話，無論是“潑海見火”的觸發方式，還是“滿器火光”的發光特征，都與如今我們看到的藍眼淚現象高度契合。就連潑茶、汲起的舉動，都與現代人的行為如出一轍。

圖十五 左：潑海則見火起；右：持器汲起，滿器皆火光

1952年渤海地區爆發了一次夜光藻赤潮，同年費鴻年教授在《學藝》雜志上刊發了一篇《發生赤潮的原因》，成為了中國夜光藻赤潮研究的新起點。他在文章中介紹了夜光藻的結構和特點，并確認了當年的渤海地區赤潮為夜光藻赤潮。80年代后，全國沿海廣泛開展夜光藻和赤潮的相關研究。

圖十六 費鴻年教授在《學藝》上發表的《發生赤潮的原因》

什么時候夜光藻赤潮叫“藍眼淚”了呢？這個浪漫名字的由來沒有確切的出處，據說最早臺灣省馬祖地區的漁民給起的。2010年后，得益于攝影技術和網絡的發展，藍眼淚逐漸走入了大眾視野。進入短視頻時代后流量暴增，加之文旅部門將“藍眼淚”打造成地域IP，推出專門的觀測預報、旅游線路、宣傳片，讓藍眼淚逐步成為全國知名的濱海觀賞景觀，也帶動了當地濱海旅游的發展。

旅游從業者和游客對藍眼淚喜聞樂見，卻給漁民帶來了困擾。說到底，夜光藻的爆發不是為誰而準備的表演，它何時浮現、停留多久、規模幾何，本質上不受人為支配。在這種情況下，沿海城市轉變思路、因地制宜，把這種不確定性轉化為一份“流動的文旅資源”也是一種折中的選擇。但我們必須清醒：對于海洋生態我們要有底線，學會尊重它的自然發生，不去過度干預和開發，更不能因為追求流量和利益，而破壞海洋生態環境。

四、結語

從古至今，這海上奇觀見證過無數世人的駐足與驚嘆。夜光藻的名字似乎能帶你穿越時空，與baker一起并肩眺望這片璀璨的海域，親歷生物界對它分類和命名的各抒己見，聽春末夜捕漁民訴說“?；稹钡钠娈愂录?，與費鴻年共同翻開中國赤潮研究的扉頁……

直到今天，我們對夜光藻有了些許了解，用手機記錄并在網絡上分享美麗的邂逅。漫長歲月里，先人嘗試去研究和解答，沒來得及回答的問題，我們回答了一些；我們答不完的，就留給后人。而夜光藻不管這些，千百年來它只按照自然的節奏，在海中生活，安靜地發光。

愿我們的星球更美好~

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編輯：楠客