北极磷虾利用暮光引导它们度过极地冬季

大多数动物将他们的生物钟与太阳的日常节奏同步，但在极地冬季太阳从未升出地平线时会发生什么?根据特拉华大学的 Jonathan Cohen 及其同事于 10 月 19日在开放获取期刊PLOS Biology 上发表的一项研究，北极磷虾可以在极地冬季检测到光照强度的微小变化，使它们能够保持日常的生物节律. 为应对气候变化而向北扩张的范围可能会迫使其他海洋物种进化出类似的适应能力，以在这种极端环境中茁壮成长。

研究人员通过陆基光天文台和海洋研究船测量了北冰洋斯瓦尔巴群岛冬季正午光照强度，并使用水声记录监测北极磷虾 ( Thysanoessa inermis )的日常迁徙。磷虾是一种小型虾类甲壳类动物，是许多大型海洋动物(如鲸鱼)饮食的重要组成部分。

北极冬季中期，中午的光照供应量仅比午夜高出 2 倍，而春季和秋季的差异则是 7 倍。尽管如此，磷虾表现出强烈的昼夜节律，在极夜迁移到地表觅食，并在正午黄昏时退回到深处躲避捕食者。

为了研究支持这些夜间迁移的机制，研究人员使用一种称为细胞外视网膜电图记录 (ERG) 的技术来测量实验室中磷虾的视觉敏感性。他们发现磷虾在夜间比白天对光更敏感，这表明它们能够将昼夜节律与外部光线索的微小变化同步。

夜间视觉敏感度的增加使磷虾能够适应光线强度的微小变化，并在整个极地冬季保持其日常行为节奏。这组作者说，这种适应对于调节每月和每年的行为和生理周期也可能是必不可少的。

Cohen 补充说：“我们发现，由于来自地平线以下的太阳、月亮和北极光的光，我们发现在北极极夜的光环境具有复杂的‘光明’和‘黑暗’时间。虽然这种光与低纬度地区的典型光周期不同，我们表明在磷虾中设置生物钟就足够了，这表明这种动物具有迄今为止研究过的更敏感的生物节律之一。”

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