心理学家发现是什么让一些褐藻发光，而另一些则不会

当从上方照射时，褐藻会反射出闪烁的绿色和蓝色光。这是结构着色的一个例子，这种效果是由水肺潜水员发现的，从孢子藻目的其他褐藻中还不知道。来源:Kawai Hiroshi

大小一致、排列紧密的微球是一些褐藻像蛋白石一样闪闪发光的原因。神户大学的发现不仅揭示了藻类结构着色背后的机制，也是第一次在褐藻的顺序中发现这种效应，而不是已知发生这种效应的两种褐藻。

大多数褐藻确实是黄褐色的，但潜水者注意到，有一种类似于Sporochnales的褐藻，在阳光直射时，会像孔雀羽毛一样发出黄色、亮绿色或蓝色的光。

神户大学的心理学家Kawai Hiroshi说:“作为一名潜水员，我在许多地方多次观察和收集了孢子虫物种，但我从未见过一个个体似乎发出绿光，所以我对分析它很感兴趣。”

一种类似蛋白石的颜色，或称“彩虹色”，已知存在于另外两目褐藻中，但从未在孢子藻中出现过，尤其是在已经成为潜水员谈论话题的海藻中。Kawai说:“我想弄清楚这种绿光背后的机制，也想知道为什么这种现象在其他孢子虫物种中不常见。”

没有人描述过这种现象的一个原因可能是生物体的脆弱性。

Kawai解释说:“一般来说，Sporochnus物种非常脆弱，通常在收集和从海中取出后很短的时间内就会受损，因此很难观察到完整生物体的细节。因此，我们潜入日本本岛最南端的钏本岛25米深的地方，观察和拍摄海藻。

“然后我们收集了一些标本，将它们放在大量的海水中以防止损坏，并将它们送到实验室对健康藻类进行详细观察，也使用专门的固定方法来保存它们的微妙特征。”

努力得到了回报。在《欧洲生理学杂志》上，该小组不仅发表了令人惊叹的彩虹藻照片，还发表了他们使用电子显微镜图像进行的分析，以解释这种效应的来源。与其他呈现结构颜色的褐藻类似，这种生物的细胞室中充满了大小一致的微球。

多孢子虫有被称为“虹彩体”的细胞区室，它们比其他颜色的光反射更多的绿光，这就是颜色效应的来源。来源:Kawai Hiroshi

多孢子虫的虹彩体中密集地排列着130 - 160纳米大小均匀的微球。图片来源:Motomura Taizo

这些所谓的“虹彩体”比其他颜色反射更多的绿光，这就是颜色效果的来源。研究人员在论文中解释说:“众所周知，晶体和多层膜等精细结构的规则排列会导致有机和无机结构的结构着色。”

因此，这种效果可能是精细结构的不同“层”反射的光相互作用的结果，一些颜色熄灭，另一些颜色通过。

为了支持这一假设，神户大学的研究小组比较了两种孢子虫，一种有闪闪发光的颜色，另一种没有。在这两个物种中，他们发现光合丝末端的细胞含有能够明亮地反射光线的球形体，因此被称为“虹彩体”。

在这两种情况下，这些虹彩体都紧密地充满了小纳米球，但在没有表现出真正虹彩的物种中，纳米球融合在一起，导致隔室充满了大小各异的小球。另一方面，在虹彩褐藻中，纳米球保持在130 ~ 160纳米之间的均匀尺寸，这与结构着色放大仅根据精细结构的大小和间距选择颜色的原理是一致的。

Kawai解释说:“现在我们对结构着色的机制有了一些了解，我们想澄清这种特性的生态相关性，以及不同褐藻表现出这种现象的结构和机制之间的进化关系。”

虽然在其他褐藻中，彩虹色与光合作用有关，但Kawai研究的藻类生长在更深的水域，因此目的不太可能相同。

Kawai说:“虹彩体还含有高活性物质，当虹彩体破裂释放时，会在短时间内破坏整个细胞。由于这些藻类生长在食藻鱼类丰富的水域，因此活性物质被认为在排斥食草动物方面发挥作用。

“因此，我们认为结构颜色可能在生物之间的交流中发挥作用，例如伪装或警告食草动物。”