希氏弯喉海萤(学名: Vargula hilgendorfii ),是海萤科弯喉海萤属 浮游动物 , 其主要分布在西 太平洋 海域, 为夜行性生物, 凌晨会活动在距海底50~100cm的水域。 在野外遇到捕食者会通过上唇处的发光器官释放出蓝光,威吓或迷惑捕食者。 较多希氏弯喉海荧集聚在海岸边一同发出蓝色 荧光 的现象,被人们形象的称为“蓝眼泪”,颇具观赏价值。
希氏弯喉海萤的发光行为主要集中在7月,主要为 雄性 发光。 其喜欢生活在水质与底质较好的近岸地区,栖息于海底泥沙之中。 活动深度主要在海底,善于用触角和尾叉将自己埋入沙中。 其壳长约为2.8~3.5毫米;壳高约为壳长的70%。 背部由透明卵圆形外壳所包裹,内有7对附肢和尾叉,附肢上有众多不同长度的刚毛。 它们为多年生型, 交配 季节主要在秋季。
希氏弯喉海萤可作为海底环境的生物指示物,被广泛用于海岸和沙滩的环境评价之中。 其也可作为 荧光素 相关的化学研究材料,烘干后用 干燥剂 保存,30年后加水仍能发光。此外,根据水域中包括希氏弯喉海萤等的发光生物资源情况,可推测特定种类鱼群的密度和栖息状况等。
命名
希氏弯喉海萤在1890被 德国 海洋生物学家彼得·穆勒(Peter Muller)所发现时,其 拉丁 学名为 Cypridina hilgendorfii 。1962年由研究人员波尔森(Poulsen EM.)正式划分为新的弯喉海萤属( Vargula ),希氏弯喉海萤的拉丁学名由此命名为 Vargula hilgendorfii 。
形态特征
外形
希氏弯喉海萤是最大的发光性海萤之一, 体长约2.8~3.5毫米,壳高约壳长的70%。 背部由两片无色透明壳包裹,其壳呈卵圆形,表面光滑,无壳后突,双壳具有不规则的椭圆型纹,有零星的圆锥形突起,额角前缘和壳前缘密生双叉型刺毛。具有1对侧面复眼和1个 单眼 。
头部
希氏弯喉海萤的第1触角由7节组成,基节背缘聚集着钩状刺,第2节无背刚毛。第2 触角 为双肢型,内肢较长,由3节组成,具3根长刚毛和4根短刚毛;外肢具发达的游泳刚毛,第2节上具9小刺。上唇边缘呈锯齿状,由前部和具牙的后部组成,其内部有发达的腺细胞。大颚呈双肢型,内肢强壮,具发达的刚毛,内肢腹面具门齿齿缘;外肢较为弱小,具1根长刚毛和1根短 刚毛 。小颚为单肢型,仅具有内肢,内部具有3片内小叶,可起到咀嚼食物的作用。
附肢
希氏弯喉海萤的附肢有双肢型和单肢型两种。如第5附肢为双肢型,外肢可伸长收集和停留食物,内肢可协同小颚将食物碎屑向前输送。第6附肢为单肢型,分为基肢和外肢,前者负责前-后向运动,后者负责背-腹向运动和捕获食物。第7附肢也被称为“清洁足”,为单肢型,末节具6~8根指状牙。尾叉由两片相同的尾叉板组成,具有13对爪,第2爪与尾叉板相连。
两性差异
雄性 第1 触角 有类似吸盘的结构,可起到触觉和抱紧 雌性 的作用,第2触角和背部具有更多的肌肉, 同时第6 附肢 具3根长游泳 刚毛 ,使其获得更快的游泳速度。 雌性的后背侧更大,从而形成孵化室,第6附肢具1根近端刚毛和2根远端爪,第7附肢构成卵囊,进而孵化胚胎和幼体。
分布栖息
分布范围
世界范围内,希氏弯喉海萤主要分布在西 太平洋 海区,主要分布在韩国与 日本 。其中,日本的记录较多,多见于 冲绳县 之前的日本近海、 太平洋 沿岸、 日本海 沿岸、南日本内湾、 青森县 以南和 本州岛 中部以南。
中国范围内,其主要分布在 台湾海峡 西部、 南海 西南部、 东海 ,其中希氏弯喉海萤在东海海域为2004年新记录种。
栖息环境
希氏弯喉海萤为近岸低盐暖水类浮游 介形亚纲 ,主要栖息在海岸线50米等深线内侧的近岸区,底质多为沙质或夹杂少部分泥浆的沙质。 活动深度主要在海底,大型个体有稍微向上活动的倾向,最多在海底1米以内。
生活习性
行动方式
希氏弯喉海萤会用第1 触角 识别海洋底部,第2触角扫开底部最上层的沙粒或频繁收缩,从而在泥沙 中国移动通信集团 。之后利用尾叉的爪抓住并推动沙粒,从而深入泥沙之中。通常在5~10秒中便可挖2~3毫米深。
希氏弯喉海萤还可通过消除刚毛之间的缝隙,使其形成船桨状,身体纵轴与海洋底部呈45~60°的夹角方向游动。
节律行为
希氏弯喉海萤为夜行性生物。 在白天,游到海洋底部并将其埋在泥沙之中。在夜间,其会出现在泥沙之上或在海洋底部的水域游动。其活动深度也与时间相关,夜晚到凌晨在距海底50~100厘米的上层的个数更多,大潮比小潮上层个数更多。 此外,希氏弯喉海萤的数量与月相周期相关,在上弦月与下弦月时种群密度达到最大。
日本 熊本市 西岛海滩的希氏弯喉海萤在不同季节密度差异较大,未发育成熟的幼体可在5~12月发现,在5月底密度增加,随后呈下降趋势,直至秋季大幅增加,在10月密度达到最高。 雄性 主要集中在6月-第二年3月,11月密度达到最高,随后在冬季大量死亡。 雌性 可越冬,因此在全年都有分布,3月密度达到最高。
发光行为
希氏弯喉海萤的发光行为主要集中在7月,主要为雄性发光。其原理为:1龄幼体会在上唇处发育出一个黄绿色的矩形发光器官,朝向前腹侧,其中包含发光物质、荧光素和荧光素酶。 在受到捕食者或物理刺激时会在几秒钟之内释放出一团黄绿色物质,其中荧光素在荧光酶的氧化下, 产生蓝光(在水中可持续15~30秒)。同时,本体向前逃逸,从而迷惑或威吓捕食者。
此外,希氏弯喉海萤腹侧还存在有一镜像器官。呈圆锥状突起,可以在腹侧反射光线,产生闪烁的光,从而向同类发出警报。
生长繁殖
交配繁殖
希氏弯喉海萤为多年生型, 交配 季节主要在秋季,此时 雄性 追逐 雌性 ,从后部抱住雌性,头部朝相反方向,腹部紧贴雌性,通过一对硬质的精荚传递精子。整个交配过程时间超过30分钟。 交配完成后,雌性 受精卵 囊存有精子的情况下越冬。繁殖季节在5月中旬至11月初,成熟的雌性在春季怀卵量约为40~45枚,夏季为50~60枚。
胚胎的发育
卵位于雌性胃两侧的 卵巢 中,呈白色球状,大小约0.07~0.35毫米。成熟后离开卵巢,穿过输卵管并被受精,最终在半透明的卵囊中发育为黄色的胚胎。胚胎发育成熟后,会充满母体后部的腔室,压迫母体的胃部,使之将其释放。释放后,其会丢弃卵囊,发育为自由生活的幼体。在发育过程中, 雌性 可通过第7附肢旋转胚胎,增强卵囊内的水循环,使胚胎获得更多氧气,同时还能将死亡的胚胎转移出卵囊。
幼体发育
希氏弯喉海萤的幼体总共有5龄。 1龄幼体从第1 触角 到第5附肢都与成体相似,第6、第7附肢处于未分化状态;2龄幼体第1触角的第4节背面和第六附肢出现 刚毛 ;3龄幼体第一触角第4节腹面出现刚毛;4龄幼体的第7附肢出现刚毛;成体刚毛全部长齐,外部生殖器外部呈坚实的角质层结构。
50~55日后,幼体发育成性成熟个体,在60~70天后达到最大体型。
种间关系
寄生
希氏弯喉海萤易被一种小型 甲壳亚门 生物( 学名 : Onisocryptusovalis )所 寄生 ,其为 雌雄同体 ,先为 雄性 后变为 雌性 。成熟雌性所有 附肢 消失,体节变得不清晰,失去全部运动能力,身体则变得十分细长(最长可达2毫米)。 其主要 寄生 雌性希氏弯喉海萤,当宿主停留在海底泥沙时,其可通过后部的缝隙进入宿主体内,匍匐于宿主靠近心脏的背侧,避免被其第7附肢所清除。进入宿主体内后,将卵产在宿主腹部并以宿主的卵为食, 寄生 后的宿主会失去大部分的卵,从而导致繁殖能力下降。
捕食
希氏弯喉海萤的天敌主要为 红星梭子蟹 ,其中红星梭子蟹( Portunus sanguinolentus )、 远海梭子蟹 ( Portunus pelagicus )为主要捕食者。此外, 线纹鳗鲶 ( Plotosus lineatus )及星点东方 ( Takifugu niphobles )也会摄食希氏弯喉海萤。还有少数其他鱼类、虾类和 寄居蟹 类也被发现在希氏弯喉海萤附近,会诱发希氏弯喉海萤发光,可能也为摄食者。
主要价值
生态价值
希氏弯喉海萤主要生活在水质、底质均匀的环境。同时,由于生存时间较长、移动较少且容易受到海底水质和底质环境影响,是判断海底环境的优良指标生物。 已有学者以希氏弯喉海萤作为指标生物评价 东京湾 、 大阪湾 、 大阪府 沙滩周边环境。
观赏价值
在部分沿海地区,当环境条件合适时,会出现有“ 蓝光 ”随着海浪来回而不断起伏的现象,盈盈蓝光有强有弱,就像大海流出的眼泪,因此被坊间称作“蓝眼泪”。实际上,此种现象的本质是一类海洋生物集聚到一定密度时,因为扰动等刺激一同发光产生。希氏弯喉海萤就是形成此类现象的海洋生物中的一种,另一种多见的生物为夜光藻( Noctiluca scintillans )。
如在 日本 ,“蓝眼泪”现象时常在水流强劲的湾区被发现,因为希氏弯喉海萤的游动能力差,遇到水流集聚时较难分散到其他区域。 而在中国, 福建省 厦门市 、 连江县 、 平潭县 等地区沿海,以及 东甲岛 、 东庠岛 等地都是观赏“蓝眼泪”现象较好的观测点。 在2023年4月14日晚,“蓝眼泪”现象在平潭县和平村、玉堂村等地被观察到;同年5月16日,该县东美村沿海也观察到“蓝眼泪”奇观。
2024年4月8日晚,福建福州平潭北部湾现“蓝眼泪”奇观。泛着 荧光 的蓝色海浪,犹如满天繁星入海,从远处涌来,拍打着沙滩,拍打在浅滩奔跑的游人腿上、脚上,俯身掬起一捧海水,点点蓝色荧光从指缝“溜走”,汇入翻涌的浪花中。每年的4-6月,是 平潭 “蓝眼泪”的高发期,彼时, 海坛岛 多个海域都会吸引各地游客前往追“泪”,长江澳、东美村、龙王头、 坛南湾 等也成为“打卡”首选。
科研价值
希氏弯喉海萤是重要的生物发光研究对象之一,其与生物化学和 渔业 有着密切的联系。希氏弯喉海萤是重要的 荧光素 和荧光素酶化学研究材料,其烘干后,用 干燥剂 保存,30年后加水仍能发光。在渔业上,根据水域中发光情况,可推测和研究部分鱼类的大小、密度和栖息深度等状况,也可用于侦查和捕捉大型鱼类。此外,发光物质可作为天然诱饵,吸引深海鱼类,对渔业的发展有着积极的作用。