本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
编者注：这是“奇妙事物”系列的最新文章。您可以在此处阅读更多关于该系列的信息。
我一生中最令人惊叹的经历之一，紧接着发生在我一生中最可怕的经历之一之后：我在夜晚的海洋中关掉了潜水灯。当时我在荷属加勒比海博奈尔岛的珊瑚礁顶部附近，而且我不是独自一人。我的丈夫，潜水博物学家和摄像师安娜·德洛奇漂浮在附近。尽管如此，恐惧还是抓住了我。我身处海洋中央，故意关闭我用来提醒我危险的唯一感官。先别管关掉灯可能更安全（在海洋中打开灯有点像敲响晚餐铃）——但这仍然感觉像是故意的脆弱行为，近乎愚蠢。
的确，在我们关灯之前，巨大的银色海鲢几乎和我一样大，它们指望利用我们的潜水灯觅食，一直在护送着我们，灯一关，就有一条海鲢游到我面前——我可以隐约看到它的影子。但是这条海鲢有些奇怪的地方：它拖着一团闪闪发光的魔法小精灵粉尘，就像儿童卡通片里的独角兽一样。我在面前挥了挥手：海洋被闪光点亮了。我也制造了小精灵粉尘！我知道这些是在受到干扰时会发光的小型海洋生物，但亲眼看到它真是令人兴奋。
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但是，尽管它们很神奇，闪闪发光的海鲢并不是我们来这里要看的东西。五年前，当我获得潜水认证时，我无意中听到一位潜水教练描述她在博奈尔岛看到的一种非凡景象。她谈到一次没有灯光的夜潜，在那里她目睹了一种叫做介形虫的动物的交配展示，这种展示使海洋像漩涡星系一样发光。我发誓有一天要亲眼看看。
当我听说并研究了库拉索潜水器（上个月我在这里和在这里写过）时，我突然想到博奈尔岛就在附近——事实证明，它离库拉索岛仅30英里。我可以在一次旅行中实现两个梦想吗？答案是肯定的，这要归功于岛际航空公司 InselAir。但是谁能告诉我如何看到介形虫呢？我通过她优秀的海洋自然历史博客“鳚鱼观察者博客”认识了安娜，她和她的丈夫对微小的海洋生物情有独钟。我认为如果有人能告诉我如何看到这种自然奇观，那就是她。令我惊讶的是，结果不仅内德和安娜将在九月份去博奈尔岛，安娜还主动提出带我亲自去看介形虫。
现在，终于，我即将见证我期待已久的事件。不过，我仍然不太清楚我会看到什么。当我的眼睛适应之后，我发现自己不是身处星系之中，而是在一片射出烟花的田野里——幽灵般的光芒从珊瑚礁上升起。我曾想象是生物本身在发光，就像萤火虫和我所知道的大多数其他生物发光动物一样。但很快就明显的是，某种小生物正在向水中喷射发光的蓝色粘液，形成固定的光点，呈上升的锯齿形图案。这些光点像一串闪闪发光的珍珠一样持续了几秒钟才消失，因此在任何时候都可能看到大约 8-12 个光点，形成一个短暂的、生物化学的星座。
偶尔，无论是什么在制造这些展示，都会在我面前开始这样做，似乎没有注意到附近有一个笨拙的人类在盘旋。有时喷射物保持为固定的光点，但有时如果水在流动，它们会模糊成一条线。如果我挥手，它们就会像烟雾一样被吹散。
过了一段时间，如果我的下巴没有紧紧地咬着调节器，它就会掉到珊瑚头上，这时我脑海中浮现出两个想法
我简直不敢相信我现在看到的一切。
和
我真希望达尔文能看到这一幕。
令我惊讶的是，当我们重新打开灯时，安娜在她的潜水白板上写道“今晚不多”。我的天啊！我想。如果这都不多，那很多是什么样子？
进化生物学家托德·奥克利研究节肢动物的视觉系统，他一月份访问了伯利兹，第二次观察一种不同的展示介形虫。“我简直不敢相信这是真的，对着我的呼吸管咒骂——‘我的@#$!!$ 我不敢相信！@#!@’，”奥克利通过电子邮件告诉我。“而且我几乎从不骂人。”
我深有同感。
2008 年，特雷弗·里弗斯和詹姆斯·莫林写道：“加勒比介形虫的发光展示是迄今为止在海洋环境中发现的最复杂的，并且基于对 65 多个物种的数百次原位观察（莫林和科恩，1991），表明它们可以媲美甚至超过陆地萤火虫。”
当我最初写这篇文章时，我没想到我能够向您展示我所谈论的内容。安娜多年来一直试图拍摄介形虫，但都徒劳无功。但多亏了摄影师埃利奥特·劳德斯，他曾担任 Ammonite 制片公司的摄影助理，使用特殊的弱光感水下摄像机帮助拍摄这部国家地理纪录片，您可以看到另一种介形虫点亮了加勒比海的夜晚。
我应该强调这些不是我在博奈尔岛看到的相同的介形虫或介形虫展示模式，但这部影片确实很好地展示了总体效果。请注意从 :30 -- :53 开始的信号介形虫。这段视频值得继续观看一段时间（他们还展示了我观察到的相同的闪闪发光的水现象），但它最终偏离了对巨型鱿鱼的追逐之路，令我沮丧的是，它从未提及是卑微的介形虫创造了开头的“世界鲜为人知的奇观之一”。
那么，究竟是什么样的生物是生物发光介形虫呢？
就是这种生物。
如果您不觉得它可爱，我就要吊销您的哺乳动物卡。
这些小生物——安娜告诉我，比番茄种子还小——被称为栉水蚤（sip-ri-DIN-id）介形虫。介形虫，也称为种子虾，是包裹在铰链壳瓣内的小型甲壳类动物。栉水蚤只有几毫米长，它们的壳瓣上有一个凹口，它们从凹口伸出第二根触角，像桨一样划动，从而游泳、爬行或钻洞。它们头部中间有一只单眼，两侧各有两只复眼，还有七对附肢（注：自从我写这篇文章以来，莫林教授告诉我，从技术上讲，“阴茎”是一对交配肢，所以从技术上讲，介形虫有 8 对附肢），尽管你从外观上看不出来，因为只有前两对（一对用于感知，另一对是上述的用于游泳的触角）会突出出来。在这张扫描电子显微照片（通过在介形虫上镀金并用电子轰击拍摄的高分辨率照片）中，您可以看到这两根触角以及它们内部复眼的大概位置。还要注意壳瓣精致的粗糙纹理。
雄性 Vargula contragula 的扫描电子显微照片，显示了壳瓣的纹理和壳瓣凹口中的游泳触角。尽管壳瓣在这张照片中看起来是不透明的，但在生命中它是透明的。E 表示侧复眼的位置和大小，A-1 = 第一（感觉）触角，A-2 = 第二触角，M = 下颚，CO= 交配器官（即阴茎）。图 2 来自莫林 1985 年。点击查看来源。
在这张图片中，所有七个介形虫附肢都已编号，并且标记了各种其他部分
产生生物发光交配展示的栉水蚤介形虫仅在地球上的一个地方出现：加勒比海。
“几乎在整个加勒比海的每晚黄昏时分，浅水栉水蚤雄性都会离开它们底栖的栖息地，进入水柱，并在大约一个小时内成为中上层浮游生物，因为它们试图吸引雌性并与之交配。”——莫林和科恩，1991 年。
几乎每天晚上，加勒比海的酒吧里也会发生非常相似的事情。
令人惊讶的是，直到 1980 年，詹姆斯·莫林和一位同事在维尔京群岛的圣克罗伊岛捕获了它们，人们才知道是哪种生物造成了这些展示。“为了检测到这些展示，必须在水下栖息地的黑暗中，在精确的信号时间；这可能就是这些展示长期以来一直未被注意到的原因，”莫林在 1991 年写道。“一旦我们知道在哪里以及何时寻找，我们就发现加勒比海的每个主要珊瑚礁系统中都有信号介形虫；它们数量众多且无处不在。”
莫林和他的同事迄今为止在加勒比海发现了 65 多个栉水蚤介形虫物种，但只有大约三分之一已被正式描述。我联系了他，看看我是否可以更多地了解我在博奈尔岛看到的物种。他去过博奈尔岛，但据他说，那只是一次短暂的旅行，他只看到了两个物种：一种是在几米深的水中向上展示的物种，另一种是在大约 40 英尺深的珊瑚礁中向下展示的物种。这两个物种都属于一个尚未描述的属。由于我看到的物种的描述与这两种物种不同，他说我可能观察到了一种新物种。如果我在潜水时就知道这一点，我可能会因为兴奋而昏过去，所以最好还是晚点知道。
莫林不祥地指出，生物发光介形虫受到海岸线开发日益严重的威胁，因为它们只会在天空几乎黑暗时才展示。莫林一直无法找到在城市灯火通明的海岸附近浅水中展示的介形虫——即使在以前收集过它们的地方，如牙买加的蒙特哥贝。然而，在光线足够暗的地区，莫林和他的同事可以轻松地通过浮潜看到和收集展示的介形虫。
栉水蚤的发光方式与其他生物发光生物相同——通过化学改善生活。产生光的化学物质是在由长分泌细胞组成的器官中合成的，每个细胞跨越整个器官的长度。这些细胞在介形虫的上唇末端以“喷嘴”结束。这些小甲壳类动物的腺体不是屁股发光，而是从脸上喷射发光的粘液。其中一些腺体分泌一种叫做荧光素的蛋白质，另一些腺体分泌酶荧光素酶。包围腺体的肌肉似乎像从管中挤牙膏一样，将化合物从腺细胞中挤出来。当荧光素和荧光素酶在海水中与氧气混合时，就会出现光。
由于栉水蚤将其发光的化学物质分泌到水中，因此多个喷射出的星星可以同时发光，大大扩展了烟火展示和信息传递的可能性。在加勒比海的许多地方，几个物种可能会在不同的栖息地、不同的水层高度同时展示。每个物种都有其自身的“指纹”，包括栖息地、水层高度、一天中的时间、展示时长、间距以及它产生的发光点的特定模式。有些雄性向上游；另一些向下游。有些垂直游泳，有些倾斜游泳，有些水平游泳。
在巴拿马圣布拉斯群岛发现的一种物种中，雄性以极短的闪光同步发出信号，作为一个群体。“效果非常戏剧性：大量紧密的短促闪光簇反复向上脉冲，朝向海面，与其他草床上的簇大致同步。”
您可以在下图的最左侧看到这种模式的图形表示——以及其他几种栉水蚤介形虫模式。沙地上水中部的锯齿形展示最类似于我在博奈尔岛看到的，尽管我目睹的展示似乎是垂直上升的，而不是对角线。
雄性在展示时游得非常快——平均每秒 40 个体长——但会近乎急刹车地停下来喷射生物发光脉冲，可能是为了保持每次喷射都是一个整洁的固定点。令人惊讶的是，至少有些物种似乎还会螺旋式游泳，沿着它们令人眼花缭乱的路径以有规律的间隔喷射光。螺旋式游泳有效地减慢了雄性的速度，并且显然允许雌性追上它们，如果它们喜欢它们所看到的并想检查货物的话。它们也可能采用两部分展示，第一批脉冲较慢，后来的脉冲较快，这可能有助于雌性三角定位雄性的位置。
所有这些努力都可能被偷偷摸摸的雄性破坏，这些雄性与展示的雄性一起向上游，并可能试图争取任何游向它们的雌性。科学家们知道这些作弊者，因为当他们用漂网扫过展示或用灯光照射它们时，他们发现的不止一只雄性，而是好几只。
栉水蚤介形虫不仅将它们的发光能力用于吸引配偶和迷惑科学博主；它们还用它们来击退捕食者。当受到鱼类或甲壳类动物的攻击时，雄性和雌性都会分泌“明亮而巨大的（几厘米）炸弹状的发光云，这种发光云会在捕食者周围和内部持续许多秒，通常超过一分钟。”莫林在 1986 年写道（斜体字为我所加）。“有时会导致捕食者反刍介形虫，并且可能会惊吓（‘嘘’效应）并暂时致盲（闪光灯效应）捕食者。”捕食者周围和内部的发光云可能会吸引元捕食者，从而使云具有防盗警报功能。在第二次攻击期间，第一只捕食者可能会吐出介形虫，介形虫在整个磨难中幸存下来，其神奇的可爱之处完好无损。
参考文献
Morin J.G. (1986). 海洋萤火虫：海洋介形虫甲壳类动物的发光信号，《佛罗里达昆虫学家》，69 (1) 105。DOI: http://dx.doi.org/10.2307/3494749
Morin, J.G. 和 Cohen A.C. (1991). 介形虫的生物发光展示、求偶和繁殖。见：甲壳类动物性生物学（R. Bauer 和 J. Martin，编辑），哥伦比亚大学出版社，第 1-16 页。
Rivers T.J. & Morin J.G. (2008). 发光雄性海洋介形虫的复杂性求偶展示，《实验生物学杂志》，211 (14) 2252-2262。DOI: http://dx.doi.org/10.1242/jeb.011130
Cohen A.C. & Morin J.G. (2010). 这一切都与性有关：加勒比海介形虫两个新属的生物发光求偶展示、形态变异和性选择，《甲壳类生物学杂志》，30 (1) 56-67。DOI: http://dx.doi.org/10.1651/09-3170.1