每年11月的某個月圓之夜,澳大利亞大堡礁的130多種珊瑚開始同步排卵。一些珊瑚像火山噴發(fā)般,將精子用力噴出珊瑚體,而其他的會排出大量的卵子。但大多數(shù)的珊瑚是雌雄同體型,它們會排放出精卵束(包含卵子和精子),這些精卵束閃爍著粉紅色、橙色和黃色的光芒,在它們的父母身邊短暫停留后,像五顏六色的氣球一樣飄向遠(yuǎn)方。
這是一個奇妙的時刻,海水中充滿了五彩繽紛的精卵束,有些地方則飄著一團(tuán)霧狀的精子,魚、海蚯蚓和各種掠食性的無脊椎動物在水中快速游動,吃著五彩斑斕的珊瑚精卵束,整個海洋似乎正在舉辦一場狂歡活動。在月光下,來自不同區(qū)域的珊瑚卵子和精子開始融合,孕育出了幼蟲,它們最終會在海床上定居下來,并形成新的珊瑚。
珊瑚選擇集體生殖的模式,可以提高卵子受精的機會,而滿月時激起的巨大潮汐沖擊珊瑚礁,又會大大提高珊瑚幼蟲的擴散機會。但珊瑚是如何實現(xiàn)同步生殖的呢?除了水溫和白晝長度在影響它們外,另外一個重要的影響因素是月光。
研究者發(fā)現(xiàn)珊瑚體內(nèi)有一種感應(yīng)藍(lán)光的蛋白質(zhì),它能感應(yīng)月光的藍(lán)色波長,從而啟動繁殖期。而且它們也有一些基因,能夠調(diào)節(jié)自己的活動,使之與潮汐周期一致。如果夜空多云,月亮被遮擋,珊瑚通常不會產(chǎn)卵,有時它們會推遲到下一輪滿月才產(chǎn)卵。
不僅珊瑚的繁殖期跟月球活動同步,通常情況下,月球引起的潮汐標(biāo)志著動物大規(guī)模的繁殖活動的開始。
在月相的某些階段,日本的螃蜞蟹集體從山間的斜坡上疾馳而下,奔向河流中排放卵子和精子。每年的10月底,熱帶雨林的大雨來臨時,在澳大利亞西北印度洋的圣誕島上,紅蟹組成了幾百萬螃蟹大軍,離開它們在叢林中舒適的洞穴,爬到海邊交配和產(chǎn)卵,這場大遷徙也與月光的活動強度有關(guān)。研究者發(fā)現(xiàn)圣誕島紅蟹會在殘月出現(xiàn)時,趕到海邊排卵。這是因為殘月引起的潮汐更小,海面的漲落差距不大,讓圣誕島紅蟹的后代能更好存活。月光甚至使馬蹄蟹的視力變得更加敏銳,它們在某些夜晚會爬到岸上交配。同樣,研究表明,月光是熱帶兔子魚同步產(chǎn)卵的環(huán)境誘因之一,其可能促進(jìn)了這些魚體內(nèi)性腺激素的分泌,從而促進(jìn)配子的成熟。
2013年,德國馬爾堡大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家找到了一些最有說服力的證據(jù),證明在海洋生物體內(nèi)的分子層面,也有一個月亮生物鐘。他們研究的對象是豬鬃蠕蟲,這種蠕蟲生活在海底的海藻和巖石上,看起來就像一條琥珀色的蜈蚣,身體兩側(cè)長著許多足。
20世紀(jì)50—60年代,研究者發(fā)現(xiàn)一些野生的豬鬃蠕蟲種群在新月之后會性成熟,隨后游到海洋表面,用舞蹈的方式求愛,這種交配儀式會與月光同步。但它們是如何做到的呢?
為了了解更多,研究者對豬鬃蠕蟲進(jìn)行研究,他們用燈來模擬正常和異常的月亮周期。結(jié)果表明,在完全沒有月亮的晝夜循環(huán)中長大的豬鬃蠕蟲從來沒有表現(xiàn)出繁殖節(jié)律。但是,在夜間光照中長大的豬鬃蠕蟲會將它們的產(chǎn)卵儀式與人造月亮同步。
研究者在豬鬃蠕蟲的前腦中發(fā)現(xiàn)了光敏感神經(jīng)元?;驕y序顯示,跟陸生昆蟲和脊椎動物一樣,這種豬鬃蠕蟲有其重要的分子時鐘基因,這些生物鐘基因的產(chǎn)物可調(diào)節(jié)其自身的表達(dá),使豬鬃蠕蟲的一些生理機能、生化活動等隨月亮周期的變化而變化。
所以,就如日光在調(diào)節(jié)生物的晝夜節(jié)律一樣,生物體內(nèi)也有對月光感應(yīng)的生物分子,調(diào)節(jié)著自身的機體活動。
月光不僅僅調(diào)節(jié)著一些海洋生物的繁殖,它還在其他方面扮演著重要的作用。在滿月的時候,遷徙中的鮭魚會在更淺的海洋區(qū)域游動,它們游得也會更快;信天翁和海鷗也會飛得更頻繁,飛行的時間更長,也許是因為滿月讓它們看得更加清楚,能進(jìn)行更遠(yuǎn)的旅行,又或者是為了躲避那些海洋掠食者。初生的兔魚在新月的前一天,會借助夜色的掩護(hù),成群地遷移到珊瑚礁。
甚至浮游生物也受著月光的影響。在世界各地的海洋中,浮游生物在白天時會在海洋更深的區(qū)域活動,在夜間再次浮出水面,在夜色的掩護(hù)下,在淺水中覓食??茖W(xué)家們不確定是什么驅(qū)使著這一晝夜節(jié)律,但是猜測它們的生物時鐘應(yīng)該與太陽同步。然而,當(dāng)北極的冬天到來時,在陽光從未照射到的一些北極的海洋區(qū)域,最近的研究表明,那里生物的生物時鐘是與月光同步的。
有些動物還在利用月光偽裝。白天,投足類動物短尾烏賊會躲藏在海底的沙中躲避捕食者。晚上,它們會出來活動,以蝦和蟲子為食。由于離開了海底,暴露在潛在的危險中,這些微小的軟體動物選擇了一招——利用月色偽裝。
在短尾烏賊的外套膜中,一些發(fā)光細(xì)菌發(fā)的光跟月光和星光很像,這樣,短尾烏賊就能實現(xiàn)隱身。其他幾個物種,包括深海魚類、甲殼類動物和烏賊也在使用類似的策略。
所以,我們?nèi)祟愓J(rèn)為微不足道的月光,實際上在海洋中,發(fā)揮著如同日光一樣的重要作用。