倒立水母的秘密武器:卡西体

作者: 尼紫泰

来源: 果壳

发布日期: 2020-04-17

本文介绍了倒立水母的特殊生活方式及其开发的“秘密武器”卡西体,这是一种能够帮助水母捕食和防御的微小结构。文章还探讨了卡西体在不同水母种类中的分布及其对生态和进化研究的意义。

作为一名海洋生物学研究生,最惬意的事情大概就是用水母做研究(当宠物)了。但有时我在给倒立水母换水的时候,尽管已经很小心地避免直接接触水母,但手放到海水里时,还是会感到一丝刺痛。而且换完水后,还会看到它们分泌的很多粘液。就在最近,来自日本东北大学和美国堪萨斯大学的团队发表的一篇论文,对这一问题做出了解答。大家这才恍然大悟:原来水母在捕食和防御的时候不光会近身肉搏,还会“扔手榴弹”。

倒立水母是一种很特别的水母。相比于我们印象中飘逸灵动的水母形象,倒立水母可谓‘懒’得出奇,它们喜欢将‘头’紧贴着海底,将自己的口腕朝上面向太阳,在水底倒立着生活。它们之所以会这样,是因为它们口腕里共生有大量的虫黄藻,通过虫黄藻的光合作用就可以给自己提供充足能量。倒立水母倒立着生活,正是在让自己体内的虫黄藻更好地晒到太阳,将这项技能最大化利用,是水母在6亿年的进化之路上练就出来的一种特殊生存策略。

虽然倒立的方式让倒立水母获取了更多的太阳能量,也有利于它减少自身的能量消耗,但是,靠共生藻提供的能量并不能完全满足倒立水母生长的需求,它们还需要额外捕食浮游动物来补充营养。当其他动物接触到水母时,水母身体上的刺细胞就会发动攻击,这是水母捕食猎物的主要方式。但倒立水母特殊的生活方式牺牲了自己的机动性,去主动寻找猎物看起来是不太可能了。那么倒立水母就只能在海底守株待兔地捕食吗?

不,它们开发出了另一样“秘密武器”。

这种武器被研究者们命名为Cassiosomes(我们姑且称之为“卡西体”),它们在倒立水母口腕处产生,大小100~550微米左右,外表层由一层特殊的细胞组成,而内部大部分是中空的,像是一个瘪了气的不规则皮球。此外,它们还可以自由移动,并同样附带有刺细胞,就像是倒立水母扔出来的一个个“手榴弹”。当倒立水母捕食或遇到水流刺激的时候,就会释放很多粘液。

这时,“卡西体”就会附着在粘液中,并能够借助水流扩散到更远的地方,让倒立水母能更好地捕食猎物或防御自己。

除了倒立水母,研究人员还发现其他四种水母可以产生类似“卡西体”的物质。这四种水母分别是巴布亚硝水母、澳洲斑点水母、蝶形棱口水母以及马赛克水母,而且这四种水母与倒立水母一样,都属于根口水母目。这一类水母口腕根部愈合在一起,伞体边缘没有触手。

研究人员还仔细观察了另一种水母:海月水母,结果发现海月水母不会产生类似“卡西体”的物质。海月水母属于旗口水母目,这一类水母伞体边缘长有触手,伞体下的口腕则飘扬如旗帜,因此名为“旗口水母”。

根口水母目与旗口水母目都属于刺胞动物门钵水母纲,而“卡西体”在两种不同类型水母之间存在的差异,为今后探讨水母对于生态的影响以及生物的进化机制提供了依据。在自然环境中,水母的捕食对象主要是各种浮游动物。为了测试“卡西体”的毒性,实验人员把刚孵化的卤虫无节幼体放入装有“卡西体”的海水中,结果这些浮游动物大多在一分钟之内就被“卡西体”蜇死了,所以倒立水母的这项秘密武器还是很有威力的。

对于人类而言,我们的皮肤比那些弱小的浮游动物厚实多了,因此,在正常情况下,少量接触到“卡西体”不会对人们的性命产生威胁。但是,如果喜欢潜水的小伙伴们不幸被“卡西体”蜇到了,皮肤刺痛还是难免的。而且,对于倒立水母刺细胞的毒性分析结果显示,其毒素具有溶血性、皮肤坏死以及心脏毒性等特性,过度暴露于这些水母毒素之中的话,还是会让人们遭受很大的伤害。

所以,到海里潜水的小伙伴们,最好还是武装一下自己,尽量减少皮肤与海水的接触,避免莫名其妙地被“水母手榴弹”所伤。

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