无接触也能被蜇伤?因为这种水母放出了“万箭齐发”

作者: 环球科学

来源: 环球科学

发布日期: 2020-03-14

本文介绍了倒立水母通过释放含有毒素的微小细胞团cassiosome进行捕食的机制,以及大肠杆菌在体内迅速感染器官的运动策略。

水母是海洋中隐藏的危险因素,多数水母都带有毒素,人类一旦被蜇中,轻则红肿,重则致命。但是,在加勒比海地区、佛罗里达、夏威夷等地,一些人却不断报道称,自己在海水中游泳时,没有被水母蜇到,但却感觉到刺痛、瘙痒,并且出现红肿。

这个现象引起了一批美国科学家的注意,他们考虑了水母断裂的触须、幼年体的水母,但都一无所获。后来,他们(进一步研究中)发现了盲点:这些倒霉蛋游泳的水域下方,都生活着倒立水母(Cassiopea xamachana)。倒立水母生活在浅海的海床上,正如名称所显示的那样,它们伞部朝下、触须朝上,就连游动时也是倒过来的。但是,这些直径往往不到10厘米的小水母,是怎样隔水攻击的?

研究团队了解到,在水母释放的黏液中,有一种特殊的微小细胞团。由于倒立水母属于仙女水母属(Cassiopea),研究人员将这种细胞团命名为cassiosome。在显微镜下,他们发现cassiosome表面有大量刺细胞(nematocytes)。倒立水母的毒素就藏在这些刺细胞中。

大量cassiosome被水母同时释放至周围水体中后,一旦与猎物或者预期之外的生物(例如人类)接触,就会通过刺细胞将毒素注入后者体内。对于人类来说,虽然疼痛,但好在毒性不会造成更大的威胁;但对于倒立水母食谱中的卤虫(brine shrimp,即盐水丰年虫),一粒cassiosome就能致命。

研究人员还将一批卤虫放在含cassiosome的溶液中,仅仅1分钟后,仍然幸存的卤虫已经不剩多少了。在海洋中,cassiosome完成猎杀后,倒立水母就可以在水流的帮助下大快朵颐了。就这样,这些“万箭齐发”的细胞团,让科学家发现了一种全新的水母捕食机制。研究发表于近期的 《通讯-生物学》期刊。

为了感染器官,大肠杆菌也是拼了。大肠杆菌可以通过狭窄的通道,并且“逆流而上”,迅速感染体内的器官。

它们是如何做到这一点的?在一项发表于《科学-进展》的研究中,研究人员在显微镜下发现了大肠杆菌的运动策略,他们将其命名为“奔跑+翻滚”机制:细菌首先沿直线游动(奔跑),随后通过鞭毛的旋转随机变换方向(翻滚)。他们发现,大肠杆菌可以在几个小时内,就在人或动物的器官内运动数十厘米,迅速感染更多器官。例如,最短在3个小时内,它们就可以从膀胱移动至肾脏内。

为了理解大肠杆菌的动力学,研究团队使用视频扫描技术,在微流体通道中研究了大肠杆菌的运动。它们最短在15分钟内向上游移动了1.5厘米。这项研究展示了大肠杆菌在体内运动的方式,并且提示我们,大肠杆菌运动的时间尺度与距离不同于此前的预期。

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