為什么倒立水母能“隔空蜇人”?

撰文:JASON BITTEL
 
為什么倒立水母能“隔空蜇人”?
從上往下看,圖為拍攝于史密森國家自然歷史博物館無脊椎動物動物學部的一只倒立水母。史密森尼學會、堪薩斯大學和美國海軍研究實驗室的科學家們領導的一個研究小組在倒立水母分泌的粘液中發現了微小的刺結構。
攝影:ALLEN COLLINS
 
  從佛羅里達海岸到密克羅尼西亞,當你在全球各地的紅樹林水域游泳時,可能會遇到一種沒有觸須卻能蜇人的水母。事實上,你甚至不需要碰到這些水母就能被蜇到。
 
  這怎么可能?據周四發表在《Communications Biology》雜志上的一項研究稱,之所以有這種情況,是因為水母會釋放黏液團,其中充滿了微小的毒液“炮彈”。
 
  倒立水母因棲息于海底時腹部朝上而得名,一個多世紀以來,這種生物一直是研究的主題。不過,直到現在,還沒有人弄清楚倒立水母的粘液是如何起作用的。進行這類研究可以幫助解釋為什么這些水母經常傷害游泳者,哪怕隔得很遠。
 
  “我們認為肯定與黏液中的某種物質有關,”史密森尼國家自然歷史博物館的海洋生物學者Cheryl Ames說。
 
  倒立水母是仙女水母屬,這種水母能產生大量黏液,利用粘液困住小獵物,比如豐年蝦,就像蜘蛛的網一樣。有些魚甚至會在黏液中死亡。更重要的是,當潛水員在倒立水母附近游泳時,盡管從未觸碰這種無脊椎動物,他們皮膚暴露的任何地方仍可能感受到所謂的“有刺痛感的水”。這種感覺通常被描述為討厭的瘙癢或灼傷感,但研究者對毒液進行的實驗室檢測表明,過度接觸可能有害健康。
 
  當Ames和同事們在顯微鏡下用高倍鏡觀察黏液時,發現黏液里有東西在游動。
 
  科學家們把這種新發現的結構稱為cassiosomes,你可以把它們想象成微型爆米花。每個“炮彈”都是由一個充滿膠狀物的中心、大量刺細胞和60-100個類似毛發的纖毛組成,這些纖毛使cassiosomes能夠在淤泥中移動。
 
  “它們能自由移動,” Ames說,“就像小型真空吸塵器一樣四處移動,撞到我們喂給它們的豐年蝦,一接觸就會將其殺死,然后繼續前進。”
 
粘液的秘密
 
  起初,研究人員認為他們發現的可能是寄生蟲。不過,在利用一系列新技術對這些球狀物進行檢測之后,包括DNA分析等技術手段,研究小組發現了一個更令人吃驚的起源。Cassiosomes的組成物質與構成倒立水母的刺細胞和膠狀物質相同。
 
  擴大研究范圍之后,研究小組在其他四種水母中也發現了cassiosomes,表明這種結構并不非獨一無二,可能是一種共同的特征。
 
為什么倒立水母能“隔空蜇人”?
圖為美國國家水族館展出的倒立水母。
攝影:CHERYL AMES
 
  許多cassiosomes的內部還隱藏著另一個驚喜:藻類。某些藻類充當著仙女水母的共生體,為水母提供藻類通過光合作用從陽光中獲取的營養。這些藻類使倒立水母呈現出粉紅色、藍色和綠色。
 
  “我們真的不知道海藻在cassiosomes里面做什么,”新研究的共同作者、水母生物學者Anna Klompen說,她在堪薩斯大學完成了博士學位。
 
  這些藻類可能就像太陽能電池一樣,因為科學家們知道cassiosomes可以存活并獨自活動長達10天。“不過,我們還不能利用目前使用的技術來證實這一點。” Ames說。
 
  雖然可以肯定的是cassiosomes具有一定意志力,但還需要更多的研究來確定它們是否能感知到周圍的獵物并向其靠近,或者它們只是被設置為自由行動的刺細胞。
 
  “我不知道他們是否能主動尋找目標,但它們肯定有破壞的能力。” Klompen說。
 
“一個了不起的適應”
 
  在夏威夷大學的生物化學者和水母專家Angel Yanagihara看來,新發現消除了一些有關“有刺痛感的水”的長期問題。
 
  “那種認為粘液本身就是過敏原的解釋在我看來并不可信。因此,研究者對倒立水母釋放到水中的物質做出的詳細描述和分析很令人信服。” Yanagihara說。
 
  Yanagihara說,倒立水母被稱為Medusazoan,傳統上被認為是游泳的水母。不過,奇怪的是,倒立水母利用吸盤固定在海底,更像水母的遠親海葵。
 
  cassiosomes的發現讓我們進一步了解了這些無脊椎動物是如何捕獲獵物的。“這是一個了不起的適應能力。” Yanagihara說。
 
  倒立水母通過致命的黏液獲益的確切方式還有待科學家發現,但Ames表示,他們的實驗室已經發現了一些線索。他們發現,給其中一只水母喂食一批豐年蝦后,可以觀察到其粘液變成了充滿甲殼類動物的“粉紅云”。
 
  “之后,在24小時內,粉紅云將會消失。” Ames說。
 
(譯者:流浪狗)
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