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近乎永生的它,每次吃东西会撕出一个嘴巴...

 DATSIX 2024-05-15

十多年前就有网友问过下面这种鱼缸中出现的不明生物👇

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近期又有网友提问,那今天我们就来好好讲讲这些个看着毫不起眼的家伙,你可别小看它们,它们也许掌握着人类延长寿命、器官再生的秘密!水螅不会衰老,永远年轻,只要没病没灾没被吃,几乎就是永生的。这是怎么做到的呢?

另外,平时没口没肛门的水螅会在吃东西的时候临时“撕出”一个大嘴巴来,进完食之后嘴巴就消失了,堪称“一次性大嘴巴”。关于水螅进食,还有哪些让人惊掉下巴的秘密?

什么是水螅?

在比较古老的分类系统中,水螅属于腔肠动物门,但现在腔肠动物门被一分为二,在如今的分类体系中,水螅属于刺胞动物门(包括水母、水螅、珊瑚、海葵等),另一个门是栉水母动物门

栉水母

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栉水母门没有刺细胞

摄:Marco Faasse


水螅其实不是“一种”动物,而是一类动物,它们包括整个水螅纲,隶属于刺胞动物门水母亚门。依据像水母还是像水螅(特指水螅属),刺胞动物被划分为两种世代,一种是水母体,在水里游泳,以水母为代表;另一种是水螅体,固着生活,以水螅属、珊瑚和海葵为代表

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固着生活的水螅,触手可以伸缩

视频来源:Deeplook

虽然叫这么个名字,但水螅未必就是水螅体,大部分的水螅其实都有世代交替现象,即有性生殖产生的水螅体和无性生殖产生的水母体交替出现,水螅体横裂产生水母体,水母体精卵结合产生水螅体。在水螅纲下,也有少数类群只有水螅体而没有水母体,如水螅属。被绕晕了没?

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具有世代交替的水螅——薮(sǒu)枝螅

对于那些世代交替、产生水母体的水螅而言,水母体在水里游来游去,自然比水螅体“张扬”不少,所以那些有水母体的水螅往往以水母体的形式示人,一般被称做“水母”,比如桃花水母,它其实是属于水螅纲。

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桃花水母其实不是水母~

图源:microscopy-uk.org.uk

所以,要注意,叫水母的可不一定就是水母,它们还可能是水螅讷

僧帽水母

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著名的僧帽水母其实也是一种水螅,它属于管水母目。与桃花水母不同,僧帽水母整个就是一个水螅群体,由分工明确的几种水螅体和水母体组成。

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僧帽水母不是一个个体,而是一个群体

图源:cdn.britannica

其实水螅可能有很多种范围——可能是狭义的水螅属,可能是水螅纲的水螅体,也可能是包括水螅体和水母体的整个水螅纲。我们今天的主角就是特指水螅体形态的水螅,不包括那些水里飘来荡去的“冒牌水母”(虽然它们确实也是水螅)。

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这看起来像珊瑚的,其实也是一种水螅——羽螅,比起普通的水螅,羽螅毒性强烈。图源:biologiamarina.org

水螅的身体结构

作为一种刺胞动物,水螅的身体结构比较简单,它们的身体只由外胚层和内胚层两层细胞及中间的中胶层组成,呈筒状,辐射对称,上部有着许多触手。

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显微镜下的水螅,触手上布满刺细胞

视频来源:YouTube

水螅的全身尤其是触手都分布有刺细胞,可以射出有毒的刺丝,刺入猎物体内使之麻痹。所以水螅可以制服那些远比它复杂的动物——比如说水蚤、小虾,甚至是鱼苗。

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水螅捕食水蚤

视频来源:Deeplook

也有一些水螅的体内有共生藻类(如绿水螅),就像珊瑚一样,晒晒太阳就能得到足够的能量。

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绿水螅,绿油油的体色来自体内的共生绿藻

摄:Alex Hyde

进食时得撕开嘴巴?

水螅有不少特殊之处。比如说它作为腔肠动物,最大的特点之一就是有口无肛门,吃喝拉撒都从同一个洞进出。水螅的嘴尤其特别:每当水螅把嘴闭上,它的嘴巴就会被细胞与细胞间的连接所彻底封闭(没有嘴巴了)。而每次张嘴进食,它都需要重新在自己的上皮组织上撕开一个口子,“变出”一个嘴巴来。

这是一个听起来有点惊悚的过程。来自触手的神经信号经由外胚层神经网传导过来,引起肌丝的收缩细胞变形,同时克服细胞与细胞间的连接力,将原本结合在一起的细胞们“撕开”,使嘴巴张开。

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每次进食都是一次撕扯,一般动物的嘴巴闭得再紧,也还是有一条缝,而水螅闭上嘴之后就彻底合上了。视频来源:Deeplook

在进食时,水螅往往会“用力过猛”,或把自己的触手也吞入胃中,或因猎物的挣扎而导致头部外翻,甚至把自己的头和触手一块吞入胃中,不过这些在水螅解决完猎物之后都会慢慢复原。

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吞下的猎物(水蚤)比水螅身体还大

摄:Robert Berdan

水螅的繁殖模式也很特殊,它们既可以进行有性生殖,也可以进行以出芽生殖为主的无性生殖。在出芽时,水螅的母体基部会长出一个小芽,小芽逐渐长大,长出水螅的形态,然后再脱离母体,成为一只新的水螅。

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出芽中的褐水螅

摄:Peter Schuchert

为啥可以“永生”

水螅另一惊为天人的能力莫过于它们的“永生”。只要没病没灾没被吃,水螅几乎是不死的。水螅的细胞确实也会衰老,但水螅的大部分身体都由干细胞构成,干细胞可以持续分裂,不断产生新的细胞,而那些衰老的细胞很快就会被这些新细胞替换掉,这保证了水螅永远处于年轻状态

衰老细胞在水螅身上还有一种特殊的功能:诱导再生。水螅的再生在整个动物界中都是知名的,如果把一只水螅切成几段甚至几十段,每一段都可以长成一只新的水螅,而衰老细胞在这种惊人的再生能力中,就扮演着关键的作用。

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如果被拦腰截断,水螅可以生成两个独立的个体

图:Wittlieb(2006)

衰老细胞并不会直接亲力亲为地去参与伤口的缝缝补补,水螅的再生主要由一种被称为i细胞的干细胞参与,这种细胞平时位于身体下方,在受到损伤时迁移至伤口增殖分化形成新的身体部位,而要它们来救场,就得衰老细胞出马。在水螅的伤口,受损的细胞会走向衰老凋亡,衰老的细胞会向i细胞发出信号,诱导它们增殖分化。

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水螅强大的再生能力可能会人类延长寿命、器官再生等提供灵感。视频来源:YouTube

由于i细胞平时都在身体下部,假如水螅被“砍头”,事发突然,i细胞来不及迁移至头部,被切下来的水螅脑袋没有干细胞可用。在这种情况下,衰老信号会先诱导其他体细胞转化为i细胞,然后再正式开启再生。这些衰老细胞的寿命并不长,它们很快就会从水螅的口部被排出,但如果没有它们的存在,水螅就不能再生了。

哪里有水螅?

在初中生物课本里,水螅的地位无可替代。它是腔肠动物的代表,有不少课本或作业中介绍的实验也和水螅有关。不过走出课本,水螅这东西对我们来说可能很陌生,也不太容易见到。

其实如果你留心观察,还是有机会遇到它们。水螅分布很广,在淡水和海水中都有分布,在水质洁净的小溪中有时就能看到水螅,海中的水螅也还算比较常见,不仅在潜水时可以碰上,渔获物中也常有混杂兼捕(主要是些群体较大的羽螅、贝螅之类)。

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刺贝螅是非常特殊的一种水螅,它们附着在寄居蟹的贝壳上,会沿着壳的旋向生长,为寄居蟹提供持续增大的住房。摄:达达

有时候水螅还会出现在水质优良的鱼缸里,稍不留神就长成一大片,十分飘逸,蔚为壮观,不过这时它们往往是要被剿灭的对象,毕竟水螅对小动物还是存在威胁的。

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水螅在鱼缸里一般不是受欢迎的生物

图:learntheaquarium.com

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撰文 | 达达

微信编辑 | 未末

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