深海里的發光者_風聞

無論航行至何處，若在船後拖一張漁網深入黑暗邊界之下，撈上來的大多數動物都會發光。海洋廣闊無垠，海面與海底之間容納着巨量水體，構成了地球上最龐大的生態系統。

因此，我們所談論的可謂是一個由“造光者”組成的世界。從這個角度來看，如果海洋中的大多數動物具有發光屬性，那麼地球上的大多數生物都在以一種我們不理解的語言溝通交流——光的語言。

不同物種的發光表演，從右上角起順時針依次為：魷魚（魏氏鈎腕烏賊，Abraliaveranyi）、磷蝦(北方磷蝦，Meganyctiphanesnorvegica)、巨口魚(巴氏黑巨口魚，Melanostomiasbartonbeani)、水母(紫藍蓋緣水母，Periphyllaperiphylla) 和蠕蟲(磷沙蠶，Tomopteris sp.)(作者供圖)

伊迪絲·威德，海洋生物學家，從1984年首次潛入深海遇到發光生物後，就一直在做一個“追光者”。

伊迪絲·威德，海洋生物學家

若沒有光

伊迪絲人生第一次看到生物發光是在自家的後院裏。温暖的夏夜，閃爍的螢火蟲，散發着醉人清香的草地，它們構成了伊迪絲的童年回憶。

但幼年時代關於螢火蟲發光的思考，並不是伊迪絲長大後從事另一有機體發光機制研究的原因。甚至可以説，在遇見螢火蟲之後的近20年裏，她從未思考過動物如何發光這一問題。在失明以後，她才開始痴迷於生物發光現象。

從11歲起，伊迪絲就樹立了成為海洋生物學工作者的堅定目標。

1969年秋，伊迪絲進入塔夫茨大學學習生物學，夢想着將來能成為一名海洋生物學家。但幼時背脊受傷沒能及時治療，導致伊迪絲現在脊柱錯位嚴重，不得不進行脊柱融合手術。

術後伊迪絲不幸染上了一種名為“彌散性血管內凝血”（DIC）的血液疾病，幾乎全身出血，甚至造成視力惡化。

短暫性失明、掙扎於生死線的記憶讓伊迪絲渴求更多的安全感。

沒有人能準確告訴伊迪絲成為一名海洋生物學家需要具備哪些素養，她也不知道職業前景如何，相比之下，“成為一名醫生”的道路已有無數前人走過，路標清晰。

大二秋季學期回到塔夫茨，伊迪絲從海洋生物學系轉專業到醫學預科。

1973年，伊迪絲從塔夫茨大學畢業，進入哈佛大學醫學院。她做了兩年實驗室技術員，而後進入加州大學聖巴巴拉分校電子工程專業攻讀碩士。

後由於自我規劃，伊迪絲希望能獲准轉向儀器學，但被科學儀器項目的創始者兼主任維爾吉爾·埃林絲以“女人不會修東西”而拒絕。

這種事不是第一次發生了。此前伊迪絲在哈佛醫學院的老闆也堅信女性缺乏真正創新所需的天才火花，認為最適合她們的路是為光彩奪目的男人充當穩定劑。

伊迪絲的母親教導她，不要浪費時間把自己的缺點與性別牽扯在一起。她最終決定轉至生物化學系。

之後她成為神經生物學家吉姆·凱斯的帶薪研究生，吉姆·凱斯是生物發光領域的泰斗，先後培養出許多優秀的研究生，科學生涯成績斐然。在這裏，伊迪絲正式開始接觸生物發光領域。

像獨立日煙花一樣

1982年，伊迪絲隨“貝萊羅四號”科考船踏上第一次海洋探險。

夜間捕撈能看到各種發光生物。閃爍的浮游生物、發光的磷蝦、擁有發光器官的燈籠魚；黑絲絨質感的巨口魚，身形細長，像一隻下巴上掛着鞭子形發光魚餌的鰻魚；哥特風格的墨黑色幽靈蛸，鰭根處有兩個巨大的可開合發光器官，彷彿另一對眼睛。

而從第一次身穿“黃蜂”金屬潛水服深入水下，伊迪絲便無可救藥地沉迷其中。

準備下潛，深海的寒冷足以穿透金屬潛水服，必須儘可能穿暖(作者供圖)

1984年，伊迪絲剛博士畢業，有幸加入一個科研小組，這個科研小組首次將這種潛水服應用於探索海洋。

他們在懷尼米港的一個水箱中接受了訓練，接着伊迪絲的第一次公海潛水就在聖巴巴拉海峽開始了。

這是一次夜潛，伊迪絲在距海面800英尺的地方關掉了照明設備。

無數放光微粒將她環繞，仔細觀察可以發現，發光體大多像是內部點亮的有機原生質，由2至4個微型發光球串聯組成，外部包裹着輕盈的護套，不禁讓人想起“人魚之淚”的意象。

後來，當人們讓伊迪絲描述所見之景時，她脱口而出：“好像美國獨立日放的煙花一樣！”

1985年，伊迪絲在“深海漫遊者”上首次藉助“SPLAT網”在水下拍攝記錄發光現象。

某些結實的圓形水母撞擊網面時發射出完美的光鏈；而另一種精緻的水晶狀水母好似熱氣騰騰的圓麪包，邊緣長着數百條線狀觸鬚。櫛水母產生的光帶會沿着櫛板傳導，形成優美的數字“8”的形狀。更加震撼人心的是管水母，它們身體的不同部位各有不同的發光方式，其中，雙小水母的氣胞囊發出穩定的光芒，而佈滿觸鬚的下半部則明暗閃爍。另一種名為漿果離翼水母的管水母下半部光線明亮，而光帶則沿着氣胞囊所連接的內莖舞動。

依據攝像機記錄的成果，伊迪絲着手建立了一個生物發光特徵數據庫，存儲不同可識別生物發光的時間與空間特徵，從而幫助人們識別背後的發光體。

在這次考察接近尾聲時，哥倫比亞廣播公司、美國全國廣播公司報道了這次的探索發現。英國廣播公司還拍攝了一部有關伊迪絲他們探險的紀錄片，展示了生物發光錄像，以及當時世界上分辨率最高的深海生物視頻記錄。

深海礁環冠水母(作者供圖)

伊迪絲希望這能夠吸引外界對深海探索的額外資助，但深海探索，尤其是生物發光領域獲得的資金支持，相比於太空探索簡直少得可憐。

發光是生存選擇

1997年夏末在緬因灣執行科考任務時，伊迪絲和前博士後、如今的合作者塔米·弗蘭克在不同深度用樣帶取樣，記錄動物在不同光線下的分佈模式。

從2600英尺上升至2400英尺深度時，他們發現了一隻紅色章魚，隨即將其捕獲。

這是一隻會發光的章魚，甚至是吸盤會發光。

生物發光雖在槍烏賊中很常見，卻較少出現在章魚中。事實上，目前僅有兩個已知案例，發光器官也與吸盤無關：在雌性的嘴部周圍，奇特的扇形黃色環中會發出光亮，而且只在特定時間——可能是試圖吸引配偶的時候。

而後他們在顯微鏡下觀察章魚發光器官的橫截面時，發現了吸盤特有肌肉環的殘餘。這是已經進化為發光器官的吸盤。

發現成果被髮表在《自然》上，這是一個在進化過程中被發現的生物案例。

隨着章魚進化出可吸引配偶和食物的發光吸盤，它們便得以結束底棲生活，選擇在開放的海洋中生存，原本用於攀附岩石和貝類的吸盤失去了作用。某個身體部位一旦遭到淘汰，失去自然選擇中的優勢地位，就會逐代退化，因為該部位功能障礙的突變會被選擇留下，這就是吸盤進化為發光器官的原理。不過，吸盤過去的某些殘餘特性仍有存留。

生命被迫適應變化，否則只有死路一條。

海洋之眼

伊迪絲一直想知道，如果沒有人類貿然進入帶來的驚嚇，深海本應有哪些動物，做出怎樣的行為。

合乎邏輯的解決方案是開發一套遠程系統，一種動物看不到的相機照明系統。經過數學計算，伊迪絲確信自己的方案可行，甚至為其起了個很酷的名字：海中之眼。萬事俱備，只欠資金。

蒙特雷灣水族館研究所的遙控潛水器正在部署“ 海中之眼 ”(作者供圖)

任何資助機構在權衡財政支持時，都要確切知道最後會發現什麼，但現實是伊迪絲也不知道！但伊迪絲堅信，那裏一定存在着大量生物，許多聞所未聞，因為人類把它們都嚇跑了。

2003年海中之眼試驗成功後，伊迪絲立即向NOAA海洋探索研究辦公室上交了一份提案，建議以一種全新方式探索海洋——將海洋生物的視覺能力考慮在內。

神奇的綠鸚鯛是伊迪絲的靈感來源，早在最初研究各類生物發光的顏色時，她便用光學多道分析儀測量了它的發光情況。與許多深海魚一樣，它的眼睛旁邊可發出藍色閃光，但下方還有一個更大的發光器官，能發出紅光。綠鸚鯛的驚人之處在於，它不僅能發出紅光，也能看見紅光！這意味着它擁有狙擊手視角，能夠“看見而不被看見”。

綠鸚鯛的紅光器官具有一個突出特點，即其上方效果顯著的截止濾光片，可將器官原本產生的明亮紅橙色轉變為更暗的紅外線。

憑着大自然賦予的靈感，伊迪絲決定將截止濾光片與紅色LED相結合，從而降低照明的可見度。

除此之外，伊迪絲還想通過效仿礁環冠水母發光與動物交流溝通。無論外界光照條件如何，這種深海水母都宏偉而瑰麗，能夠起到防盜警報的作用，向更高階的捕食者求救。深海生物往往有着超凡的眼力，任何提示性閃光都可能使捕食者發現獵物，此時的獵物已不再是水母，而是它的捕食者。

在伊迪絲看來，這種規模的生物發光現象或許能吸引到數百英尺外的捕食者，如果真是這樣，那麼模仿礁環冠水母的優勢有二：既有助於證實其防盜警報的作用，又能將大型捕食者吸引至海中之眼的鏡頭範圍內。

這種新型誘餌被稱為“電子水母”。

一隻美洲大魷魚被附在“ 特里同 ”潛水器前方的電子水母吸引，該潛水器在拍攝《藍色星球II》時潛至秘魯海岸之下(作者供圖)

2004年，在電子水母被激活86秒後，海中之眼拍到了一隻巨型魷魚，一個全新的魷魚品種——並不僅僅是新種或新屬，很可能是一個新科！

在電子水母被激活86 秒後，海中之眼將這隻魷魚拍了下來，它在當時完全是個新物種，無法歸入任何已知的科學類目(作者供圖)

在遞交NOAA的提案中，伊迪絲曾為此次任務取名“深鏡”，強調人們將採取全新的考察方式：新技術將幫助我們看透深海，並提供一種動物眼睛的視角。

美杜莎與北海巨妖

在古代水手口中，北海巨妖是一隻遮天蔽日的多臂怪獸，漂浮在海面時甚至會被誤認作島嶼。如今我們終於明白，水手們描述的是大王烏賊。

對于海洋生物學家而言，大王烏賊就像亞哈船長的白鯨一般，象徵着“常常溜走的那一位”。

2004，日本烏賊學者窪寺恆己在深海棲息地抓拍到大王烏賊的靜態圖像。

日本廣播協會NHK在探索頻道的協助下邁出了野心勃勃的一步：為在自然棲息地拍攝大王烏賊提供資助。而伊迪絲也因海中之眼項目的成功，參與了這次歷史性的探險任務。

2004年，首次深鏡行動圓滿結束後，伊迪絲再次向美國國家科學基金會提出申請，希望打造一部繫泊式的海中之眼。

2009年10月，相機順利部署完成。系統激活後開始自動記錄，自此人類對深海生命的觀察從微不足道的間歇細流變為消防水龍頭噴湧而出的水瀑。

伊迪絲對此早有預期，因此將工程預算的一部分劃給蒙特雷灣水族館研究所的計算機工程師，請他們開發一款自動圖像識別系統，匹配某些動物的外形輪廓，並將出現生物運動的位置在影像中標出，並將視頻上傳至網絡，把海中之眼打造成一部深海網絡攝像機。

繫泊海中之眼大獲成功。但它需要從岸上鋪設電纜，花費極高，後勤物流壓力較大。隨着資金日益減少，再次部署的可能性十分渺茫。

因此，在2007年深鏡項目結束時，伊迪絲、賈斯汀·馬歇爾和宋克·約翰森構想了一個全新平台，將其命名為“美杜莎”。

他們的設計理念是儘可能壓縮體積，使其能夠從船舷上放下來，回收時只需發射聲學信號，美杜莎便會卸下重物彈回水面，然後被拖回船上。

布蘭迪·納爾遜和伊迪絲·威德準備好在英國石油公司漏油現場附近部署“美杜莎”(供圖：Sylvia Earle)

2012年，伊迪絲帶着美杜莎參與到了NHK拍攝大王烏賊的項目中。

潛水點位於小笠原羣島附近，該羣島是東京以南600英里處的亞熱帶島嶼鏈。窪寺恆己正是在這些水域拍攝到靜態圖像的，他相信抹香鯨每年都會來這裏捕食大王烏賊。

7月3日，多少人苦苦尋覓多年都未能追蹤到大王烏賊，配備光學誘餌的美杜莎系統卻一戰成功，連續捕捉到三組鏡頭！

2019年，伊迪絲帶着美杜莎系統踏上一程不同尋常的旅行，這是由NOAA資助的墨西哥灣科考任務，被稱為“午夜之旅”。

6月17日美杜莎系統第二次成功拍到大王烏賊，它證實了第一次的成功並非運氣。

之後，在NOAA網站上，伊迪絲指出此次發現魷魚的海域位於墨西哥灣油井邊緣，這裏每天生產近200萬桶石油。

事實上，伊迪絲所處位置與阿波馬托克斯深海石油鑽井平台距離極近，這是地球上最大、最深的鑽井平台之一。由於對化石燃料的長期依賴，人類的痕跡竟已擴展至傳説中北海巨妖的巢穴！

漫長的歷史中，人類往往將大自然視為要去對抗的怪獸，欲將其擊潰征服。人口劇增，人類破壞地球的能力也增強了，伊迪絲擔心，如果堅持將自然界看作需要被征服的怪物，人類只會因自負走向毀滅。

2005年，伊迪絲協助創辦了非營利環保組織海洋研究和保護協會（ORCA），隨着港灣海洋研究所的潛水器項目逐漸減少，她意識到需要關注那些與海洋健康有關的嚴峻議題。

趁現在還來得及，人類需將重點放在對地球的探索上。我們已明白海洋賦予地球生機，卻又對它知之甚少，我們需要開啓一個全新的探索時代，專注於我們最寶貴的財富——生命。

如果生命的意義在於瞭解自身，或許生命之光能夠照亮前方的道路。

（本文摘編自《深海有光》，中信出版社2022年6月出版，經授權發佈）

《深海有光：探索生物發光奧秘的生命之旅》

作者：[美]伊迪絲·威德（Edith Widder）

譯者：鄭昕遠

卡梅隆、達利歐欽佩的深海探險者，親述50年深海追光歷程。突破生理與技術極限，潛入地球秘境，用光的語言問候奇異生物。