大多數(shù)動(dòng)物將他們的生物鐘與太陽(yáng)的日常節(jié)奏同步，但在極地冬季太陽(yáng)從未升出地平線(xiàn)時(shí)會(huì)發(fā)生什么?根據(jù)特拉華大學(xué)的 Jonathan Cohen 及其同事于 10 月 19日在開(kāi)放獲取期刊PLOS Biology 上發(fā)表的一項(xiàng)研究，北極磷蝦可以在極地冬季檢測(cè)到光照強(qiáng)度的微小變化，使它們能夠保持日常的生物節(jié)律.為應(yīng)對(duì)氣候變化而向北擴(kuò)張的范圍可能會(huì)迫使其他海洋物種進(jìn)化出類(lèi)似的適應(yīng)能力，以在這種極端環(huán)境中茁壯成長(zhǎng)。
研究人員通過(guò)陸基光天文臺(tái)和海洋研究船測(cè)量了北冰洋斯瓦爾巴群島冬季正午光照強(qiáng)度，并使用水下聲學(xué)記錄監(jiān)測(cè)北極磷蝦 (Thysanoessa inermis)的日常遷徙。磷蝦是一種小型蝦類(lèi)甲殼類(lèi)動(dòng)物，是許多大型海洋動(dòng)物(如鯨魚(yú))飲食的重要組成部分。
北極冬季中期，中午的光照供應(yīng)量?jī)H比午夜高出 2 倍，而春季和秋季的差異則是 7 倍。然而，磷蝦表現(xiàn)出強(qiáng)烈的晝夜節(jié)律，在極夜遷移到地表覓食，并在正午黃昏時(shí)退回到深處躲避捕食者。
為了研究支持這些夜間遷移的機(jī)制，研究人員使用一種稱(chēng)為細(xì)胞外視網(wǎng)膜電圖記錄 (ERG) 的技術(shù)來(lái)測(cè)量實(shí)驗(yàn)室中磷蝦的視覺(jué)敏感性。他們發(fā)現(xiàn)磷蝦在夜間比白天對(duì)光更敏感，這表明它們能夠?qū)円构?jié)律與外部光線(xiàn)索的微小變化同步。
夜間視覺(jué)敏感度的增加使磷蝦能夠適應(yīng)光線(xiàn)強(qiáng)度的微小變化，并在整個(gè)極地冬季保持其日常行為節(jié)奏。這組作者說(shuō)，這種適應(yīng)對(duì)于調(diào)節(jié)每月和每年的行為和生理周期也可能是必不可少的。
Cohen 補(bǔ)充說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，由于來(lái)自地平線(xiàn)以下的太陽(yáng)、月亮和北極光的光，我們發(fā)現(xiàn)在北極極夜的光環(huán)境具有復(fù)雜的‘光明’和‘黑暗’時(shí)間。雖然這種光線(xiàn)很暗，而且與低緯度地區(qū)的典型光周期不同，但我們表明，在磷蝦中設(shè)置生物鐘就足夠了，表明這種動(dòng)物具有迄今為止研究過(guò)的更敏感的生物節(jié)律之一。”
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