北極極夜是太陽在整個24小時周期內都保持在地平線以下的時間。它是黑暗的,但不是完全黑暗。然而,由於缺乏光照,研究人員長期以來一直認為生活在這個黑暗時期的生物大部分處於休眠狀態。
十年來,一個國際研究人員團隊一直在探索極地之夜,以確切地了解生物體如何在黑暗中生存。在調查過程中,他們了解到了唯一真正了解正在發生的事情的方法,就是將研究船上的燈熄滅,並依靠不需要燈光的自動水下航行器來完成工作。
當他們這樣做時,他們發現鳥類會潛入幾乎漆黑的海洋中,以生物發光的浮遊生物和磷蝦來盛宴,深水魚類通常生活在很深的地方,在僅2米深的海藻床上覓食一些。
「隨著太陽在天空中的可見度越來越低,月亮,星星甚至北極光的相對重要性變得越來越重要,」 UiT –挪威北極大學和NTNU的生物學家約根·伯格(JørgenBerge)說。負責國際研究團隊的人。
現在,伯格和他的團隊(還包括來自英國,加拿大和美國的科學家)已經能夠量化多少光會影響所有這些生物的行為。他們的結果已發表在《傳播生物學》上。
研究人員發現,事實證明,根本不需要太多的光就能影響生物。有些對光的反應低至日光的百萬分之一,其中包括藻類細胞,它們在返回陽光之前整整六周進入了光敏狀態。研究人員說,以至於所有以前對浮遊生物到魚類種群的所有生物學調查都可能根本上是錯誤的。
貝爾格說:「我們已經能夠記錄整個極夜仍在進行的受光調節的生物過程。」 「許多魚類和浮遊動物仍然活躍,並在24小時內在水柱中垂直遷移。這些遷移受到陽光或月光的微小變化的完全控制。」
NTNU的生物學家吉爾·約翰森(Geir Johnsen)是該論文的作者之一,他說這種敏感性出乎意料地極端,並產生了重要的後果。
「即使是研究船發出的光線,或估計浮遊動物和魚類種群規模的船隻發出的光,也會影響海平面以下200米以下的生物。約翰森說:「它們要麼被吸引,要麼逃離。」 「所有這些使得很難說出任何有關行為或種群的準確信息,並且在全世界的夜間,魚類種群評估可能會受到影響。」
約翰森(Johnsen)是NTNU的「自主海洋作業和系統(AMOS)卓越中心」的關鍵科學家,他將其角色描述為「試圖將使能技術與自然科學融合在一起。
他說,在這種情況下,在光線至關重要的地方,研究人員需要使用不需要任何人造光的自主機器人,並且可以為他們提供不受人造光影響的信息。
研究黑暗而不幹擾它的能力是團隊能夠確定光有多深刻的能力來破壞通常被調適為極地黑暗的行為。
研究人員說,由於全球變暖,這幅圖變得複雜了。北極海冰的融化速度比有記錄的任何時候都快,並且隨著區域無冰,北極在漁業,石油和天然氣,礦產開採,新的運輸路線和旅遊業方面的人類活動正在迅速增加。
因此,光汙染正在湧入北極,現在被認為是該地區增長最快的汙染源之一。
約翰森說,對於研究人員來說,在無法修復的生態系統發生變化之前,儘可能多地了解該生態系統的工作方式至關重要。
「我們呼吸的氧氣中約有50%來自世界海洋中的這些微小藻類。沒有這些關鍵群體,就沒有生命。就這麼簡單,」他說。
在過去的一年中,研究團隊還參與了電影「 Into the Dark」的項目,該項目試圖揭開極地之夜的神秘面紗。
這部電影大都跟隨北極夜項目負責人貝格,其中包括斯特拉斯克萊德大學,格拉斯哥大學和約翰森大學的戴維·麥基。它於一月中旬在特羅姆瑟(Tromsø)首映,並將在全年的許多電影節上放映。
「電影導演麥可·斯奈德(Michael Snyder)設法從我們那裡獲得最好的收穫,並且團隊非常出色。他們密切關注我們,並非常徹底地確保正確展示了科學知識,並向全球更多受眾說明了帶回家的信息。」
德拉瓦大學的伯格,約翰森和他們的同事喬納森·科恩(Jonathan Cohen)也是這本書的編輯,這本書將於3月中旬出版。該書的標題為《 極地之夜:深夜中的海洋生態,生命與光明》。