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@藍眼淚群友,今夜海是什么顏色? | 科到了

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作者:王涵 | 中國科學(xué)院大學(xué) 現(xiàn)就職于煙臺市海洋經(jīng)濟研究院 審核:王文君 高級工程師 | 煙臺市海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報中心

夜幕降臨時,岸邊的海水輕輕拍打沙灘,激起泛著藍色熒光的波浪,宛如漫天星辰墜入大海,如夢似幻。岸邊游人將一顆石子擲入海中,一圈圈藍色漣漪層層暈染,轉(zhuǎn)瞬即逝。這就是獨屬于沿海的浪漫景——藍眼淚


圖一 藍眼淚

四月以來,藍眼淚在山東的煙臺、日照和福建平潭等地輪番現(xiàn)身,大批愛好者開啟了“追淚旅程”。五一期間海邊更是游人如織,文旅部門推出了追淚攻略,當?shù)鼐用衽c游客還自發(fā)組建了藍眼淚互助群,實時分享觀測情報,一旦捕捉探尋到藍眼淚出沒線索大家便匆匆奔赴,只為捕捉這一瞬間的浪漫。



圖二 追淚攻略和互助群

一、一滴藍眼淚,半部甲藻史

你知道“藍眼淚”究竟是什么嗎?夜晚夢幻的海水到了白日卻換了一副模樣,海面漂浮著成片泛紅、略帶粘稠與異味的物質(zhì)就是“藍眼淚”的真實身份——夜光藻(Noctiluca scintillans)。如果每升水里夜光藻的數(shù)量達到3000-10000 個甚至更多時,就會變成令人警惕的現(xiàn)象——赤潮



圖三 白天的藍眼淚和顯微鏡下的夜光藻

赤潮對海洋生態(tài)系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的危害想必大家早已知曉,在引發(fā)赤潮的生物中,甲藻類是主力軍之一。夜光藻就隸屬于甲藻大家族,但其成熟形態(tài)(二倍體營養(yǎng)細胞)卻是家族中的異類:身體沒有外殼包被,沒有典型的橫溝和縱溝,還圓潤可愛,像一顆吹脹的小泡泡,200-1000微米的大小肉眼就可以看見;前端吃飯的地方生有一條長觸手,觸手基部還藏著一根短小鞭毛,給捕食吃飯幫了大忙;它身上還有退化的橫溝痕跡,腹面中央的縱溝和背面的桿狀器,能幫它在水里慢悠悠地前后劃水,方向感還挺不錯。

到了繁殖時期,夜光藻既能無性繁殖一分為二(下圖b),也能進行有性繁殖,老母親(配子母細胞)產(chǎn)生的單倍體游動孢子是傳統(tǒng)甲藻的模樣:身體不那么圓潤,橫溝、縱溝和兩根鞭毛一應(yīng)俱全。這種特殊的形態(tài)和繁衍模式讓科學(xué)家們專門為它量身定制了夜光藻目、夜光藻科、夜光藻屬。


圖四 夜光藻不同類型細胞及配子

夜光藻可不是甲藻家族里唯一的發(fā)光者,除了它還有亞歷山大藻、膝溝藻、紡錘梨甲藻、多邊舌甲藻、長刺角甲藻等等,但它們發(fā)光機理基本相同。發(fā)光的來源是一個叫閃光體的結(jié)構(gòu),它們像一個個獨立的小房間附著在液泡膜上,每個里面住著熒光三兄弟:老大熒光素結(jié)合蛋白、老二熒光素酶和老三熒光素。海面平靜時,帶有化學(xué)能的熒光素老三就像液體燃料,被老大結(jié)合蛋白緊緊地保護起來,等待著被點燃的契機。潮起,甲藻細胞壁感受到了外界的擾動,便依次傳遞信號(其實是電位變化)給液泡膜和閃光體膜,導(dǎo)致閃光體內(nèi)pH值迅速下降,這好似按下了開關(guān)鍵,老三熒光素掙脫了大哥的保護,與改變了自身結(jié)構(gòu)的老二熒光素酶緊緊相擁,加上氧氣,這次藍色火焰的點燃工作便順利完成。一般來說海水的擾動越強,甲藻發(fā)出的光芒就越強;如果海水擾動沒達到一定閾值,便不會發(fā)光。


圖五 夜光藻不同類型細胞及配子

有些甲藻的發(fā)光還存在晝夜節(jié)律,比如梭狀角藻和鈍角原多甲藻在夜間的發(fā)光強度分別是白天的29倍和137倍;比如芬蘭海域一種亞歷山大藻的發(fā)光強度在日落后開始增強,午夜達到最大,到早晨則完全消失。這些甲藻體內(nèi)像裝了一個24小時生物鐘,白天強制它休養(yǎng)生息,只為了晚上更好的發(fā)光。這個節(jié)律還

是內(nèi)源性的,即使在完全黑暗的環(huán)境中培養(yǎng),其發(fā)光能力依然存在晝夜變化。

對于個頭微小的甲藻來說,發(fā)光雖然很耗力氣,但它們對于發(fā)光能量的分配甚至優(yōu)于細胞自身的生長,真的是很執(zhí)著啊。究其原因目前有“報警”和“恐嚇”兩種猜測,簡單來說,當甲藻認為到自己快要被浮游動物捕食時,“報警”認為它會通過發(fā)光向更高級的捕食者報信,借助更高營養(yǎng)級的生物來擺脫危機;而“恐嚇”則認為,它是想通過突然發(fā)光,嚇懵正要吃自己的浮游動物,然后趁機溜之大吉。

但在美國西海岸有個特例,研究人員發(fā)現(xiàn)這片海域有一群叛逆的夜光藻,無論怎么攪動海水都堅決不發(fā)光,研究表明這些群體內(nèi)根本沒有老三熒光素!老二熒光素酶也因為基因突變永久失效,成了擺設(shè)。而且這些不發(fā)光的夜光藻只有正常大小的一半,繁殖速度顯著增快。研究人員推測,放棄發(fā)光是這些夜光藻為了適應(yīng)環(huán)境不得不做的改變,該區(qū)域的主要捕食者不依靠視力捕食,發(fā)光達不到“報警”和“恐嚇”的效果,久而久之,發(fā)光的功能逐漸退化,轉(zhuǎn)而將用于發(fā)光的能量轉(zhuǎn)而投入生長繁殖,保證了自己種群的繁榮壯大。

說回夜光藻,它雖名字里帶個“藻”字,習(xí)性卻和普通藻類大不相同。紅色夜光藻的細胞內(nèi),原生質(zhì)呈淡紅色,沒有葉綠體,沒法像普通藻類那樣靠光合作用“自給自足”,只能吃細菌、別的藻類等生物維持生存;還有一種綠色夜光藻體內(nèi)住著共生綠藻,兩藻之間互利共生,你給我穩(wěn)定的庇護所,我給你點營養(yǎng)省得你天天奔波找吃的,所以這種綠色夜光藻偏愛溫度更高、陽光更穩(wěn)定的海域。而我國目前發(fā)現(xiàn)的夜光藻均為紅色夜光藻。

二、生成一片藍眼淚,需要幾步?

2021年2月14日,廣西北部灣潿洲島海域出現(xiàn)了一次有記載以來最大的夜光藻赤潮,夜光藻濃度達到了3.2×105 cells/L,遠超赤潮標準的104 cells/L,波及面積范圍達到了6400平方千米



圖六 2021年2月北部灣夜光藻赤潮現(xiàn)場圖及14日遙感圖

這個規(guī)模有多驚人?據(jù)官方統(tǒng)計,近十年來,每年大約會發(fā)生50次赤潮,這一年內(nèi)50次加起來的總面積才約為6000平方千米。而2021年全年各地赤潮累計總面積達到了歷史性的23277平方千米,是其他年份平均面積的近四倍。


圖七 2015-2024年我國海域赤潮累計面積統(tǒng)計

這次夜光藻赤潮還有兩個反常情況:一是赤潮發(fā)生時間是2月份,而非以往常出現(xiàn)的4-5月;二是分了上下半場,赤潮從2月13日開始出現(xiàn),17日突然消散,3天后又猛烈的卷土重來。

那這一年究竟有什么特殊的情況,赤潮早早的大面積現(xiàn)身?而且為什么突然消失后再出現(xiàn)?借著這次超大夜光藻赤潮,我們來探尋它們產(chǎn)生的秘密。

地理位置:安置夜光藻身心的港灣

赤潮經(jīng)常在各種海灣現(xiàn)身,只因這里營養(yǎng)豐富,食物充足,水流舒緩,風(fēng)浪溫和。北部灣位于我國南海的西北邊,是我國最大的半封閉海灣,東臨中國廣東雷州半島和海南島,北靠廣西,西接越南,與瓊州海峽與南海相連。夜光藻一看,這種繁衍生息的風(fēng)水寶地哪找去?進去了就不想出來,為這次大面積赤潮的爆發(fā)埋下了伏筆。


圖八 北部灣地理位置

除了北部灣,渤海區(qū)域的渤海灣、遼東灣、萊州灣、膠州灣,大連的蟹子灣、大黑石、小黑石,福建平潭海壇灣、長江澳、龍王頭等天然海灣都是夜光藻頻繁扎堆的地方。河口附近也是赤潮的高發(fā)地,比如鴨綠江口、黃河口、長江口、閩江口等等,江河每天往海里倒淡水的同時,攜帶著泥沙和豐富的營養(yǎng),再遇上海灣和島礁的阻擋,夜光藻變極易發(fā)生大規(guī)模滯留。

水溫:春江水暖藻先知

紅色夜光藻對水溫適應(yīng)能力的還是挺強的,10-25℃的水溫都能接受,而且生活在不同海區(qū)的夜光藻已經(jīng)練出了因地制宜的本事,比如日照、膠州灣海域的夜光藻6℃以下就活躍起來了;但大部分情況下,20℃左右的水溫是讓它感覺最舒服的,生長繁殖也格外迅猛。研究表明,中國沿海夜光藻赤潮位置呈明顯季節(jié)規(guī)律:冬季至夏季由南向北推進,秋季隨水溫降低向南回撤。

大家可能會想,2月份就出現(xiàn)這場超大夜光藻赤潮的原因難道就是水溫?答案是有它的助力,但并非關(guān)鍵統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,北部灣2月份的水溫與之前和之后的年份并沒有顯著差異,都在16-24度上下。水溫雖不是導(dǎo)致這場赤潮的決定性條件,但是不可或缺的必要條件,沒有合適的水溫作為保障,再關(guān)鍵的條件也難以促成赤潮爆發(fā)。值得注意的是,水溫和赤潮有強烈的“反因果關(guān)系”,衛(wèi)星監(jiān)測顯示,赤潮區(qū)域的水溫比周邊海域高出2.5℃至2.9℃,純是夜光藻像厚被子一樣自己捂出來的。

食物和它的搬運工們:一場精心的耦合

終于輪到赤潮爆發(fā)的關(guān)鍵因素登場了,這些因素趕巧湊到一起,齊心協(xié)力解決了一個核心難題——給夜光藻送飯”

你可能會認為:這么大赤潮,海水一定很肥吧?非也營養(yǎng)鹽不會直接影響夜光藻的生長繁殖,但會影響到夜光藻的口糧——其它的浮游植物,尤其是硅藻。研究表明,2021年北部灣赤潮暴發(fā)時,水質(zhì)達到國家Ⅰ類標準,富營養(yǎng)化指數(shù)小于1,屬于貧營養(yǎng),而且還極度缺磷。那夜光藻可怎么活哇?雖然北部灣這沒有營養(yǎng),但是廣東那邊可有的是。只不過兩地相隔一定距離,干脆叫來了幾位搬運工,其中一股沿岸流自東向西穿過瓊州海峽,把粵西地區(qū)富營養(yǎng)化的水一波一波地運到北部灣;灣內(nèi)氣旋式環(huán)流,把營養(yǎng)物質(zhì)和藻細胞往潿洲島西側(cè)聚攏;在垂直方向上,海底的冷水還帶著營養(yǎng)鹽翻上來補給一下

有了搬運工助力,在赤潮爆發(fā)前幾天,硅藻先爆發(fā)了,它們可是紅色夜光藻的最愛,海水中葉綠素a濃度也迅速升高。靠著這條超短食物鏈,夜光藻瘋狂干飯,密度飆升,葉綠素a也跌到谷底。不過食物鏈短了也致命,這個草臺班子堅持了一個多星期就進入了衰退期。

還有一個重要角色是風(fēng)。2月的北部灣,東北季風(fēng)少見的偷懶了。赤潮暴發(fā)那幾天大多刮2-3級風(fēng),海面相對來說比較平靜。這種弱風(fēng)環(huán)境也為赤潮的爆發(fā)提供了助力:既能可以幫助夜光藻舒服地聚在表層,又不會把它們吹散;而2月17日赤潮突然消失,正是因為東北風(fēng)突然增強到7m/s以上,海水上下翻滾將夜光藻攪到深處,衛(wèi)星云圖上完全看不到它們的蹤跡;三天后風(fēng)力又恢復(fù)到先前的微風(fēng)狀態(tài),于是夜光藻又卷土重來。


圖九 17日遙感圖,夜光藻已消散


圖十 赤潮期間風(fēng)速與赤潮面積的關(guān)系成反比

研究表明,夜光藻一年四季都存在于我國沿海海域,它之所以會爆發(fā),都是地理位置、適宜水溫、風(fēng)力、水動力、營養(yǎng)供應(yīng)這幾個條件的完美配合,只是不同海域、不同時期,這些條件的組合方式略有差異。國內(nèi)經(jīng)常發(fā)生赤潮的地區(qū),附近都有營養(yǎng)水源和沿岸海流,只等到水溫適宜的弱風(fēng)時節(jié),便是夜光藻聚眾鬧事的時候。福建平潭是國內(nèi)藍眼淚現(xiàn)象最穩(wěn)定的地區(qū),它靠浙閩沿岸流源源不斷“送貨”,加上東北季風(fēng)減弱或轉(zhuǎn)向,導(dǎo)致海灣內(nèi)的水體滯留時間延長、分層加強,夜光藻安心在這里積累數(shù)量,最終形成我們看到的藍眼淚景觀。

氣候變化下藍眼淚40年間的變遷

經(jīng)過前面的分析,我們已經(jīng)了解到夜光藻赤潮發(fā)生的一些自然規(guī)律。但研究人員翻了過去90年(1933年到2023年)中國沿海的赤潮記錄,又結(jié)合了40年的衛(wèi)星海溫數(shù)據(jù)和基因測序技術(shù),他們驚奇的發(fā)現(xiàn),發(fā)現(xiàn)氣候變化在緩慢的影響藍眼淚的發(fā)生節(jié)奏。

首先是藍眼淚“北漂”了。過去40年,中國沿海的海水持續(xù)變暖。夜光藻最喜歡的溫度區(qū)間是21.9℃到22.7℃,這條舒適線正在逐年向北挪移,于是藍眼淚也跟著搬家。據(jù)統(tǒng)計,秋天的赤潮平均緯度北移了超過8度,夏天也挪了5度以上。2000年以前集中在南方海域的藍眼淚,如今在北方沿海也能頻繁見到。


圖十一 左為各個季節(jié)四十年間每十年的主要發(fā)生地區(qū)向北發(fā)生了移動;右為統(tǒng)計學(xué)擬合出的緯度變化

其次是赤潮的“日歷”亂套了。以前赤潮主要集中在4到5月,現(xiàn)在有人1月就能看到藍眼淚,一直拖到8月還不肯散場,氣候變化把這部春季限定的“短劇”硬生生拉成了半年長的“連續(xù)劇”,“單集”的持續(xù)時間也越來越長。


圖十二 藍眼淚發(fā)生高峰期逐漸拉長

令人擔(dān)憂的是赤潮整體變得更加混亂了。這40年間,赤潮的持續(xù)時間大約每10年出現(xiàn)一次波峰波谷,但整體趨勢是往上走的。2000年以后,有毒赤潮和雙相型赤潮(由兩種赤潮生物引發(fā))明顯增多,以前不常見的外來藻種也開始湊熱鬧,給海洋生態(tài)治理帶來了更大挑戰(zhàn)。


圖十三 藍眼淚持續(xù)天數(shù)每十年一高峰且逐步增長

三、滄海閃爍點點光,驚盡人間代代眸

雖然“藍眼淚”近些年才興起,但海洋發(fā)光現(xiàn)象很早就引起了人們的注意。在學(xué)術(shù)上,歐洲科學(xué)家自18世紀開始系統(tǒng)研究海洋生物發(fā)光情況,給夜光藻的命名過程也是一波三折。

時間回溯到1753年,英國博物學(xué)家Baker首次將夜光藻記錄在文獻中,受限于當時的科學(xué)認知水平,他無法準確界定夜光藻的生物分類,只能模糊地將其描述為 “發(fā)光生物”。在這之后的很長一段時間里,人們將夜光藻歸入水母類,命名為Medusa marina,算是有個家,有個名字。

1804年,愛爾蘭博物學(xué)家Macartney在英格蘭的赫恩灣度假時偶然發(fā)現(xiàn)了這種在海水中閃爍發(fā)光的生物,并在1810年發(fā)表的一篇論文中將其命名為“Medusa scintillans”,意為“閃爍的水母”,準確抓住了它最明顯的特征。在未來確定夜光藻正式命名后,人們常常會在其學(xué)名后標注 Macartney 的名字以表紀念。


圖十四 Macartney發(fā)表的論文,那時還是手寫稿

1816年,法國自然學(xué)家Suriray為夜光藻創(chuàng)建了一個新家“Noctiluca”,意為“夜光”,將其從水母類中獨立出來;1834年,德國自然學(xué)家Ehrenberg確認其為單細胞生物,描述其微觀結(jié)構(gòu),并提出屬名Mammaria和種名Noctiluca marina。

德國生物學(xué)家Haeckel曾做了一件大事,他直接創(chuàng)立了一個新世界——原生生物界,把當時顯微鏡下發(fā)現(xiàn)的、所有不能明確歸入動植物的單細胞生物,以及細菌等原核生物囊括其中,這在當時掀起了一番爭論。順便的,他1894年把夜光藻與甲藻歸為一類,并建立了夜光藻目,這一分類體系一直延續(xù)至今。

20世紀初,美國著名原生動物學(xué)家Kofoid和他的學(xué)生Swezy一起寫了《自由生活的裸甲藻》,通過詳細細胞學(xué)觀察,最終確立夜光藻分類地位和它現(xiàn)在的名字Noctiluca scintillans。道路是曲折的,前途是光明的,這場跨越世紀的命名接力一點點拂去了覆蓋在藍色熒光上的塵埃,此后,科研人員對夜光藻的研究邁入了分子與組學(xué)時代。

雖然我國對夜光藻的研究起步較晚,但是古代的漁民很早發(fā)現(xiàn),在溫暖季節(jié)的夜晚捕魚,常常能看到海面泛起幽幽光亮,他們便將這種神奇現(xiàn)象稱為海火”。在明代崇禎年間,學(xué)者方以智曾寫過一部百科全書著作《物理小識》,第二卷中有一個章節(jié)叫“陰火謙燃”,里面就記載了海上發(fā)光現(xiàn)象:

曾弗人曰:呂宋客言,船上夜以淡水茶潑海,則見火起。小西洋一處,海火夜盛,持器汲起,滿器皆火光,滴入掌中,光亦瑩然可玩。

這段話是說:到呂宋的商人講,夜里在船上把茶水潑到海里,就會激起火星;小西洋某處“海火”在夜晚特別旺,用容器舀起來,整個容器都是光;滴在掌上,光亮晶瑩,可以把玩。細細品味這段話,無論是“潑海見火”的觸發(fā)方式,還是“滿器火光”的發(fā)光特征,都與如今我們看到的藍眼淚現(xiàn)象高度契合。就連潑茶、汲起的舉動,都與現(xiàn)代人的行為如出一轍。



圖十五 左:潑海則見火起;右:持器汲起,滿器皆火光

1952年渤海地區(qū)爆發(fā)了一次夜光藻赤潮,同年費鴻年教授在《學(xué)藝》雜志上刊發(fā)了一篇《發(fā)生赤潮的原因》,成為了中國夜光藻赤潮研究的新起點。他在文章中介紹了夜光藻的結(jié)構(gòu)和特點,并確認了當年的渤海地區(qū)赤潮為夜光藻赤潮。80年代后,全國沿海廣泛開展夜光藻和赤潮的相關(guān)研究。


圖十六 費鴻年教授在《學(xué)藝》上發(fā)表的《發(fā)生赤潮的原因》

什么時候夜光藻赤潮叫“藍眼淚”了呢?這個浪漫名字的由來沒有確切的出處,據(jù)說最早臺灣省馬祖地區(qū)的漁民給起的。2010年后,得益于攝影技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,藍眼淚逐漸走入了大眾視野。進入短視頻時代后流量暴增,加之文旅部門將“藍眼淚”打造成地域IP,推出專門的觀測預(yù)報、旅游線路、宣傳片,讓藍眼淚逐步成為全國知名的濱海觀賞景觀,也帶動了當?shù)貫I海旅游的發(fā)展。

旅游從業(yè)者和游客對藍眼淚喜聞樂見,卻給漁民帶來了困擾。說到底,夜光藻的爆發(fā)不是為誰而準備的表演,它何時浮現(xiàn)、停留多久、規(guī)模幾何,本質(zhì)上不受人為支配。在這種情況下,沿海城市轉(zhuǎn)變思路、因地制宜,把這種不確定性轉(zhuǎn)化為一份“流動的文旅資源”也是一種折中的選擇。但我們必須清醒:對于海洋生態(tài)我們要有底線,學(xué)會尊重它的自然發(fā)生,不去過度干預(yù)和開發(fā),更不能因為追求流量和利益,而破壞海洋生態(tài)環(huán)境。

四、結(jié)語

從古至今,這海上奇觀見證過無數(shù)世人的駐足與驚嘆。夜光藻的名字似乎能帶你穿越時空,與baker一起并肩眺望這片璀璨的海域,親歷生物界對它分類和命名的各抒己見,聽春末夜捕漁民訴說“海火”的奇異事件,與費鴻年共同翻開中國赤潮研究的扉頁……

直到今天,我們對夜光藻有了些許了解,用手機記錄并在網(wǎng)絡(luò)上分享美麗的邂逅。漫長歲月里,先人嘗試去研究和解答,沒來得及回答的問題,我們回答了一些;我們答不完的,就留給后人。而夜光藻不管這些,千百年來它只按照自然的節(jié)奏,在海中生活,安靜地發(fā)光。

愿我們的星球更美好~

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編輯:楠客

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大象新聞
2026-06-13 15:49:07
網(wǎng)傳阿里合伙人周靖人擬離職,剛出任阿里首席科學(xué)家6天

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IT之家
2026-06-13 09:59:07
玄學(xué):很多人不知道,沒領(lǐng)證的肌膚之親,已經(jīng)綁定兩個人的運勢。

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風(fēng)起見你
2026-06-13 20:37:58
采訪了100個出軌后回歸家庭的女人,她們幾乎都說了同樣一句話

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千秋文化
2026-06-11 18:14:56
上海鏈家吃差價風(fēng)波,我們都被做局騙了

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樓宇縫隙
2026-06-12 14:35:39
上海頭部高校重磅!復(fù)旦、交大、同濟、華東師大齊宣布:本科擴招!

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環(huán)球網(wǎng)資訊
2026-06-13 22:01:12
世界杯開賽不久,沒想到裁判馬寧竟火出圈,原因曝光讓人哭笑不得

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瀲滟晴方DAY
2026-06-13 17:27:33
狗狗不知道爸爸在家辦公,堅持在車站接他下班,于是爸爸只好特地來車站走一次流程……

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愛寵物
2026-06-13 21:51:04
游客穿旗袍進天津一景區(qū)拍照被攔,“里面有明碼標價的旗袍租賃”,景區(qū)回應(yīng):和穿著無關(guān),需提前預(yù)約,不能商拍

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天津人
2026-06-13 14:40:40
資本花半年布的千億殺豬盤,被中國男人用兩個字都干碎了

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流蘇晚晴
2026-06-13 18:20:33
這和不穿有啥區(qū)別?徐璐真空上陣,身材火辣,搶了所有女星風(fēng)頭!

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川渝視覺
2026-05-27 22:29:45
她原本只是一名普通觀眾,前往賽場觀看比賽就此一夜爆紅

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娛你同歡
2026-06-06 17:57:59
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丁丁鯉史紀
2026-06-12 15:15:25
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青杉依舊啊啊
2026-05-16 23:41:41
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老六師傅
2026-06-13 16:30:21
2026-06-14 07:20:49
中科院物理所 incentive-icons
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