红藻因其吸收光线的色素而呈现红色。神户大学藻类学家川井博史表示:"作为一名潜水员,我长期注意到部分红藻在水下观察时比常见的红色显得更白。此外,在近期潜水调查中,我发现某物种的幼枝尖端似乎泛着蓝色。这些现象引发了我的好奇心,希望能阐明其呈色机制。"
川井描述了研究过程中的困难:"这些物种生长在潮间带以下的深水区,需通过水肺潜水进行观察采集。且多数深水物种极其脆弱,难以在存活状态下进行实验室精细观察与实验。此外,电子显微镜下的精细结构观察需要特殊技术。"但凭借先前对褐藻研究的经验,神户大学团队最终成功获取了足量样本。
研究团队在《欧洲藻类学杂志》发表了最新发现:红藻中称为"腺细胞"的特化细胞内,存在由反光材料微球体紧密堆积而成的结构。在红藻总状蕨藻生长尖端,这些尺寸均一的微球体仅反射单一波长的蓝光。随着腺细胞成熟,微球体尺寸分化导致全光谱反射,从而呈现白色调。川井解释道:"学界曾认为浅水区红藻和褐藻的结构色用于保护光合色素或优化光合作用,但对深水物种结构色的认知仍非常有限。"
结构色的功能可能与其分布位置相关。川井指出:"显色结构内部含有高活性物质,可能作为驱食剂抵御食藻鱼类。当这类驱食剂与生长尖端的蓝色预警色结合时,威慑效果更显著。而在生物体生殖结构周围的白色区域,则可能通过伪装原生红色帮助躲避视觉捕食者。"
绝大多数食藻鱼类分布于热带水域——因其消化藻类需要较高水温。该特性叠加热带水域的高可见度,可解释为何深水红藻的结构色在这些区域更为普遍。川井警示全球变暖的影响:"随着暖水性鱼类北迁,缺乏结构色保护的北方藻类可能面临重大生存威胁。"
本研究由神户大学与北海道大学研究人员合作完成。
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Journal Reference:
Hiroshi Kawai, Taizo Motomura.Structural colour in Asparagopsis taxiformis (Bonnemaisoniales, Rhodophyta) and its possible role in communicative functions.European Journal of Phycology, 2025; 1 DOI:10.1080/09670262.2025.2483980
2025-06-23
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