從上往下看，圖為拍攝于史密森國(guó)家自然歷史博物館無(wú)脊椎動(dòng)物動(dòng)物學(xué)部的一只倒立水母。史密森尼學(xué)會(huì)、堪薩斯大學(xué)和美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組在倒立水母分泌的粘液中發(fā)現(xiàn)了微小的刺結(jié)構(gòu)。
攝影：ALLEN COLLINS
從佛羅里達(dá)海岸到密克羅尼西亞，當(dāng)你在全球各地的紅樹(shù)林水域游泳時(shí)，可能會(huì)遇到一種沒(méi)有觸須卻能蜇人的水母。事實(shí)上，你甚至不需要碰到這些水母就能被蜇到。
這怎么可能？據(jù)周四發(fā)表在《Communications Biology》雜志上的一項(xiàng)研究稱，之所以有這種情況，是因?yàn)樗笗?huì)釋放黏液團(tuán)，其中充滿了微小的毒液“炮彈”。
倒立水母因棲息于海底時(shí)腹部朝上而得名，一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，這種生物一直是研究的主題。不過(guò)，直到現(xiàn)在，還沒(méi)有人弄清楚倒立水母的粘液是如何起作用的。進(jìn)行這類研究可以幫助解釋為什么這些水母經(jīng)常傷害游泳者，哪怕隔得很遠(yuǎn)。
“我們認(rèn)為肯定與黏液中的某種物質(zhì)有關(guān)，”史密森尼國(guó)家自然歷史博物館的海洋生物學(xué)者Cheryl Ames說(shuō)。
倒立水母是仙女水母屬，這種水母能產(chǎn)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(wǎng)一樣。有些魚(yú)甚至?xí)陴ひ褐兴劳?。更重要的是，?dāng)潛水員在倒立水母附近游泳時(shí)，盡管從未觸碰這種無(wú)脊椎動(dòng)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(jué)通常被描述為討厭的瘙癢或灼傷感，但研究者對(duì)毒液進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)表明，過(guò)度接觸可能有害健康。
當(dāng)Ames和同事們?cè)陲@微鏡下用高倍鏡觀察黏液時(shí)，發(fā)現(xiàn)黏液里有東西在游動(dòng)。
科學(xué)家們把這種新發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)稱為cassiosomes，你可以把它們想象成微型爆米花。每個(gè)“炮彈”都是由一個(gè)充滿膠狀物的中心、大量刺細(xì)胞和60-100個(gè)類似毛發(fā)的纖毛組成，這些纖毛使cassiosomes能夠在淤泥中移動(dòng)。
“它們能自由移動(dòng)，” Ames說(shuō)，“就像小型真空吸塵器一樣四處移動(dòng)，撞到我們喂給它們的豐年蝦，一接觸就會(huì)將其殺死，然后繼續(xù)前進(jìn)?！?/p>
粘液的秘密
起初，研究人員認(rèn)為他們發(fā)現(xiàn)的可能是寄生蟲(chóng)。不過(guò)，在利用一系列新技術(shù)對(duì)這些球狀物進(jìn)行檢測(cè)之后，包括DNA分析等技術(shù)手段，研究小組發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更令人吃驚的起源。Cassiosomes的組成物質(zhì)與構(gòu)成倒立水母的刺細(xì)胞和膠狀物質(zhì)相同。
擴(kuò)大研究范圍之后，研究小組在其他四種水母中也發(fā)現(xiàn)了cassiosomes，表明這種結(jié)構(gòu)并不非獨(dú)一無(wú)二，可能是一種共同的特征。
圖為美國(guó)國(guó)家水族館展出的倒立水母。
攝影：CHERYL AMES
許多cassiosomes的內(nèi)部還隱藏著另一個(gè)驚喜：藻類。某些藻類充當(dāng)著仙女水母的共生體，為水母提供藻類通過(guò)光合作用從陽(yáng)光中獲取的營(yíng)養(yǎng)。這些藻類使倒立水母呈現(xiàn)出粉紅色、藍(lán)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(xué)者Anna Klompen說(shuō)，她在堪薩斯大學(xué)完成了博士學(xué)位。
這些藻類可能就像太陽(yáng)能電池一樣，因?yàn)榭茖W(xué)家們知道cassiosomes可以存活并獨(dú)自活動(dòng)長(zhǎng)達(dá)10天?！安贿^(guò)，我們還不能利用目前使用的技術(shù)來(lái)證實(shí)這一點(diǎn)?！?Ames說(shuō)。
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(lái)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(shè)置為自由行動(dòng)的刺細(xì)胞。
“我不知道他們是否能主動(dòng)尋找目標(biāo)，但它們肯定有破壞的能力?！?Klompen說(shuō)。
“一個(gè)了不起的適應(yīng)”
在夏威夷大學(xué)的生物化學(xué)者和水母專家Angel Yanagihara看來(lái)，新發(fā)現(xiàn)消除了一些有關(guān)“有刺痛感的水”的長(zhǎng)期問(wèn)題。
“那種認(rèn)為粘液本身就是過(guò)敏原的解釋在我看來(lái)并不可信。因此，研究者對(duì)倒立水母釋放到水中的物質(zhì)做出的詳細(xì)描述和分析很令人信服?！?Yanagihara說(shuō)。
Yanagihara說(shuō)，倒立水母被稱為Medusazoan，傳統(tǒng)上被認(rèn)為是游泳的水母。不過(guò)，奇怪的是，倒立水母利用吸盤(pán)固定在海底，更像水母的遠(yuǎn)親?？?。
cassiosomes的發(fā)現(xiàn)讓我們進(jìn)一步了解了這些無(wú)脊椎動(dòng)物是如何捕獲獵物的?！斑@是一個(gè)了不起的適應(yīng)能力?！?Yanagihara說(shuō)。
倒立水母通過(guò)致命的黏液獲益的確切方式還有待科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，但Ames表示，他們的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些線索。他們發(fā)現(xiàn)，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(dòng)物的“粉紅云”。
“之后，在24小時(shí)內(nèi)，粉紅云將會(huì)消失?！?Ames說(shuō)。
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