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(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林水域游泳時(shí)，可能會(huì)遇到一種沒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，這種生物一直是研究的主題。不過，直到現(xiàn)在，還沒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)，”史密森尼國家自然歷史博物館的海洋生物學(xué)者Cheryl Ames說。
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，“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。不過，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)一無二，可能是一種共同的特征。
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(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光合作用從陽光中獲取的營養(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，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)長達(dá)10天。“不過，我們還不能利用目前使用的技術(shù)來證實(shí)這一點(diǎn)?！?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(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。
“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，新發(fā)現(xiàn)消除了一些有關(guān)“有刺痛感的水”的長期問題。
“那種認(rèn)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(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。
Yanagihara說，倒立水母被稱為Medusazoan，傳統(tǒng)上被認(rèn)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(yuǎn)親?？?/p>
cassiosomes的發(fā)現(xiàn)讓我們進(jìn)一步了解了這些無脊椎動(dòng)物是如何捕獲獵物的。“這是一個(gè)了不起的適應(yīng)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(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。
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