海洋里充满了各种神奇的生命形式。从藻类到五彩斑斓的鱼，从海螺到海鞘，海中隐藏着一个完全不同的世界。在众多物种中，海鞘尤为特别，这些“长相奇特”的生物在结束自由移动的幼虫阶段后，它们会定居下来，附着在岩石或珊瑚等固体表面上，然后发育出它们的决定性特征——水管（siphon）。虽然海鞘有着像橡胶团一样的外形，但它们实则是与人类亲缘关系最密切的无脊椎动物。
它们不仅表现出脊椎动物的基本发育和形态特征，也具有无脊椎动物典型的细胞和基因组简单性。特别是幼虫阶段的海鞘，更是与我们有着惊人的相似之处。因此，海鞘也成了理想的用于研究脊椎动物的早期胚胎发育的模式生物。
现在，一项于近期发表在《自然·物理》杂志上的新研究为海鞘的发育提供了新的见解：一个国际科学家团队发现，在海鞘的卵母细胞（未成熟的卵细胞）受精时，摩擦力在重塑和重构其内部中起到了至关重要的作用。
卵母细胞是参与生殖的雌性生殖细胞。在与雄性精子成功受精后，卵母细胞通常会经历胞质重构，细胞内的内容和组分都会发生变化，这一过程为胚胎的后续发育奠定了基础。例如，在海鞘中，这种重构会导致一种钟状突起的形成，这种小突起被称为收缩极（contraction pole），那里聚集了促进胚胎成熟的一些必要物质。然而，科学家一直对于驱动了这一过程的关键机制不甚清楚。
新研究破解了这个谜团。
研究人员从法国罗斯科夫海洋生物研究所引进了一些成年的海鞘。几乎所有的海鞘都是雌雄同体的，它们可以同时产生雄性生殖细胞和雌性生殖细胞。在实验室中，他们将这些海鞘放入适合的盐水池中，然后获取了用于研究早期胚胎发育的卵子和精子。在显微镜下，他们分析了受精海鞘的卵母细胞，并意识到它们在细胞形状上发生了变化，这种变化是高度可重现的，导致了收缩极的形成。
最开始，研究人员将目光聚焦在肌动球蛋白皮层上，这是一种存在于动物细胞的细胞膜下的动态结构，它由肌动蛋白丝和马达蛋白质组成，通常作为细胞形状变化的驱动器。
研究人员发现，当细胞受精时，肌动球蛋白皮层的张力会增加，导致其收缩，进而流动，造成细胞形状出现初始变化。然而，在收缩极扩张期间，肌动球蛋白的这种流动就停止了，这意味着，一定还有其他因素导致了这种突起的形成。
于是，研究人员仔细分析了其他可能在收缩极扩张过程中起作用的细胞成分。在这个过程中，他们注意到了肌浆。肌浆是由细胞内细胞器和分子组成的层状结构，位于海鞘卵细胞的下部。科学家已经在许多脊椎动物和无脊椎动物的卵中发现了这种结构的相关形式。这层特殊的结构就像一个有弹性的固体，在受精过程中会随着卵母细胞改变形状。在肌动球蛋白皮层流动过程中，肌浆会在摩擦力下会发生折叠，并形成许多屈曲。
当肌动球蛋白停止运动时，摩擦力也随之消失。而这种停止，最终导致了收缩极的扩张，多个肌浆屈曲会转化成为清晰的钟状突起。
卵母细胞内的动态图。研究人员标记了肌动球蛋白皮层（绿色）和肌浆（蓝色）的肌动蛋白，以追踪它们在卵母细胞受精后的运动。当肌动球蛋白皮层在卵的下部移动时，它会与肌浆发生机械作用，导致肌浆屈曲。这些屈曲最终转化成收缩极。
当匠人在制作陶艺时，他们依靠手和软软的黏土之间的摩擦力，将黏土它塑造成各种各样的形状和作品。新的研究表明，海鞘的卵母细胞在受精后的发育过程，与陶艺制作相似：它们也会利用其内部不同分室内的摩擦力，进行发育并变化形状。这项研究为机械力如何决定细胞和有机体的形状提供了新的见解，表明摩擦力对于重塑和形成一个进化的有机体是至关重要的。
不过，研究人员表示，一切才刚刚开始，他们还需进行更多的研究来进一步了解摩擦力在胚胎发育中的具体作用。