生物发光与生物多样性：拉帕格拉海洋生态系统的启示

在波多黎各北部的拉帕格拉（La Parguera），珊瑚、海草和红树林在白天描绘出一幅色彩斑斓的加勒比海景，而罕见的生物发光海湾的海水则在夜晚发出蓝色的光芒。冲浪者可能都知道波多黎各北部和西北部的海滩浪头大、冲浪点多。但在波多黎各西南海岸的拐角处，冲浪氛围却与众不同。

大地遥感卫星 8 号上的陆地成像仪于 2024 年 5 月 15 日拍摄的拉帕格拉自然保护区卫星图像。

这个地方往往更能抵御信风和北大西洋风暴带来的海浪。这里有一个相对宽阔的浅海大陆架，拉帕格拉的珊瑚礁是波多黎各最坚固的珊瑚礁。

一组边缘礁和斑块礁与海岸平行。深绿色的红树林分布在海岸线上，并点缀着一些珊瑚岛。海草床从红树林向近海延伸，位于线状珊瑚礁的靠岸一侧。在这幅由陆地卫星 8 号上的陆地成像仪（OLI）于 2024 年 5 月 15 日获取的图像中，这些热带海洋生态系统的迹象清晰可见。

该地区属于拉帕格拉自然保护区（La Parguera Natural Reserve）的保护范围，该保护区成立于 1970 年，是波多黎各的第二个海洋保护区。这里有遮蔽的浅水，珊瑚礁由软珊瑚（如海扇）和石珊瑚（如芥末山珊瑚）混合而成。多样的栖息地吸引着各种各样的鱼类以及浮潜者和潜水者。

资料来源：Priscila Vargas-Babilonia/USGS

生物发光现象

拉帕格拉镇以东几公里处有一个小海湾，白天看起来毫不起眼，但到了晚上却是难得一见的壮观景象。由于这里有一种叫做甲藻的浮游植物，所以海水会发出蓝色的光。这些微小的生物发光体从周围的红树林中获取养分，当水受到搅动时，它们会因化学反应而发光。

生物发光在大洋中很常见，许多生物都会发光，但在近岸环境中却很少见。甲藻需要一个不受温度、盐度或浑浊度突然波动影响的水域。拉帕格拉的避风处是波多黎各三个生物发光海湾之一，也是世界上仅有的五个生物发光海湾之一。

环境挑战

与世界上许多沿海地区一样，拉帕格拉也面临着多重环境威胁。例如，当海水温度过高时，珊瑚很容易出现白化现象。当珊瑚受到压力时，就会排出生活在其中的五颜六色的藻类，这可能会使珊瑚礁面临饥饿、疾病甚至死亡的危险。拉帕格拉岛的珊瑚礁在过去曾遭受过严重的白化现象，其中包括2005 年的一次显著现象，当时美国在加勒比海的珊瑚礁损失了一半。

此外，沿海开发和森林砍伐的增加也导致水质恶化，因为沉积物和营养物质的输入量增加了。大型飓风，如 2017 年的"玛丽亚"，也会破坏珊瑚礁，扰乱生物发光海湾的微妙化学反应。

美国国家航空航天局的海洋观测系统计划

拉帕格拉和附近的库莱布拉岛是美国国家航空航天局OCEANOS计划的实地考察地点，该计划为波多黎各即将毕业的高中生和第一代本科生提供海洋学和海洋实地研究机会。

OCEANOS 是"利用美国国家航空航天局（NASA）地球观测和科学为西班牙裔/拉美裔学生提供海洋社区参与和认识机会"的缩写，是一项为期一个月的暑期实习计划，对参与者进行遥感图像分析和海洋科学实地技术培训。除了学习珊瑚礁生态学和保护外，学生们还建立自己的生物光学野外仪器，对浮游生物进行采样，进行海岸生态学研究，并重新种植珊瑚礁。

Michala Garrison 利用美国地质调查局提供的 Landsat 数据拍摄的 NASA 地球观测站图片。

编译来源：ScitechDaily