海洋中的幼形类竟然拿"鼻涕"造房子 还分里外屋

2020-07-07 08:02:33 来源: 知否 网易号 举报
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作者 | 辰辰

出品 | 网易科技《知否》栏目组(公众号:tech_163)

每种动物都有属于自己的理想家居,生活在海洋中的幼形海鞘(larvaceans)所打造的粘糊糊的家比我们想象的还要古怪。这些胶状的无脊椎动物有着球根状的头和扁平的尾巴,看起来就像幽灵般的大蝌蚪。虽然这种幼形海鞘本身只能长到月饼那么大,但它们四周通常是用自身分泌粘液所建造的“鼻涕宫殿”,房屋长度甚至能够达到1米。

海洋中的幼形类竟然拿鼻涕造房子 还分里外屋

图示:海洋中的幼形海鞘和它的鼻涕

上月发表在《自然》杂志上的论文揭示了幼形海鞘所建造房屋的结构细节。蒙特雷湾水族馆研究所(MBARI)的首席工程师卡卡尼·卡蒂亚(Kakani Katija)领导了这项研究。科学家们在遥控潜水器上装上激光设备,并将潜水器发射到400米深的海洋中,对这些黏糊糊的房屋进行扫描。通过数字重建技术,科学家们发现幼形海鞘鼻涕房屋有两个嵌套结构:一个内屋和一个外屋

可以说幼形海鞘的房屋就像是大脑和保护大脑的头骨。其中外屋可以保护幼形海鞘不受捕食者的攻击,其不仅可以捕食者更难发现幼行类,而且也提供了粘糊糊的保护性屏障,同时还是主要的水过滤器。而外屋包裹着内屋,内屋可以从水中收集所有的食物,内外之间通过一个小的入口通道隔离开来。幼形海鞘打造的房屋堪称一个精心设计的喂食装置。

海洋中的幼形类竟然拿鼻涕造房子 还分里外屋

幼形海鞘构建如此复杂结构的方式令人惊叹。幼形海鞘头部有一些只分泌粘液的细胞。它们会同时释放出大量粘液,像“充气城堡”一样膨胀开来。

研究人员将这个过程比喻成“一个还没有被吹大的气球”。幼形海鞘从头部分泌的粘液开始时扁平且无形的,然后在不到一小时内就充气并完全成形。由于幼形海鞘并不像蜘蛛那样有八条腿来织网,其只有头和尾巴,因此造出这样一间房屋来说很不可思议。

尽管幼形海鞘打造的房屋错综复杂,但并不能坚持太久。在短短一到两天内,入口通道最终会被堵塞,这时幼形海鞘就会弃屋而去,迅速再打造新的房屋。这种充满营养物质的粘糊糊房子就会下沉到海底。

海洋中的幼形类竟然拿鼻涕造房子 还分里外屋

尽管科学家早在20世纪60年代就已经观察到幼形海鞘会建造这种粘液房屋,但科学家们一直很难对其进行深入细致观察。这种凝胶状的结构相当脆弱,研究人员无法完好无损地将其带离水面。唯一方法是在幼形海鞘的原有生活环境中进行观察,但这在后勤和技术上都是一个挑战。

研究人员用一种名为DeepPIV的激光扫描仪克服了这个障碍。DeepPIV会发出一种激光“薄片”,当凝胶状物质被激光击中时就会发光,这样科学家们就可以准确定位幼形海鞘和它的房子。每次重新定位时,研究小组就会观察到粘液房屋的新二维“切片”。通过不断扫描并收集每一层信息,研究小组能够在无创的情况下将观察对象可视化,同时重建数字化的三维模型。

但科学家仍不清楚这种奇怪的海洋动物究竟是如何在它们又小又简单的身体里生成粘液幼形海鞘粘液房屋可以过滤各种大小的颗粒,过滤效率甚至能够达到95%到99%。但科学家仍没有弄明白这种粘液结构有什么特殊机制。

研究人员希望通过进一步对粘液结构进行研究,从而启发未来的过滤技术或医疗应用。

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