奇特淡水动物水螅的嘴一闭起来口部就消失

绿色水螅 / FRANK FOX CC BY-SA 3.0

绿色水螅 / FRANK FOX CC BY-SA 3.0

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Ed Yong 编译:郑惟心):世上有种小型淡水动物,身上还有触手,它就叫做「水螅」。特别的是,只要水螅的嘴一闭起来,口部就消失了。

我是认真的:它的口部真的会不见。当人的嘴巴闭上时,双唇仍清楚可见,不管你再怎么用力地把双唇闭紧,上唇与下唇仍是分开的两片肉。生物界中,大到鲸鱼、小到老鼠,或鸟喙、或蛇的上下颚,统统适用这个道理,唯有水螅例外,它的口部紧闭时,会融合成密封的表面。引用一位科学家的话:「当水螅闭上嘴,等于是让嘴巴消失。」

也就是说,水螅再次张嘴时,就必须把自己撕裂开来。

在希腊神话中,Hydra(海德拉)是一只有神奇再生能力的九头蛇。不过,真实世界中的水螅,并没那么夸张,它们体型小,外观也没那么可怕,但它们管状的身躯配上波浪状的触手,仍让人联想到远古神话中的怪物。与它们表亲──水母、海葵与珊瑚一样,水螅也可伸出有毒针的刺胞。而它们的再生能力的确蛮厉害的;有些生物学家甚至誉它们为不死之躯。它们真是很神奇的生物,我在即将出版的新书中──《潜力无限》(I Contain Multitudes,暂译)会介绍它们(包括它们的微生物)。不过我是一直到最近,才对它们诡异的嘴巴有进一步的了解。

在1970年代,科学家观察发现,水螅的口部能张到比自身横截面的直径还宽,吞下比自己还大的食物。他们也注意到,水螅的嘴在闭上时看起来就像消失了,就算用最精密的显微镜也看不到。

在1987年,加州大学尔湾分校的理查德.坎贝尔(Richard Campbell)就发现了原因:水螅嘴巴并不是永久存在的开口,时而形成、时而消失。紧闭时,口缘附近的一大圈细胞就会塌缩,形成一小圈的锥形隆起,称为「垂唇」,中央有6-12个细胞呈莲座状,这些细胞由间壁连接扣接在一块,因此连微小的孔洞都没有。坎贝尔写道,水螅口部闭合的方式非常类似伤口愈合过程。

当水螅张口,这些莲座状的细胞会缓慢伸展开来,并在一分钟左右过后变得平坦,最后出现小小的裂痕;一旦裂痕形成,就会瞬间张开成口部,从原本只有两三个细胞宽的裂痕,在半秒之内就会变成由好几百个细胞撑起口缘的大嘴巴。

坎贝尔利用显微镜观察水螅并描述了许多水螅进食的细节,尽管如此,他并不了解其中的原理。如今,过了30年,加州大学旧金山分校的伊娃玛莉亚.柯林斯(Eva-Maria Collins)利用遗传工程,让水螅头部的局部细胞发光,进一步了解这个过程。

水螅的垂唇含有可收缩的细丝,是一种肌纤维,以环状和辐射状排列,很像蜘蛛网。柯林斯证实了,辐射状肌纤维收缩时,水螅口部会张开,而环状肌纤维收缩时口部可能就会阖上。 (这与人眼瞳孔张开与收缩过程相似。)她的研究结果支持了坎贝尔的说法,水螅开口时,口缘细胞并不会重新排列,而是改变形状,拉窄、变长以张大嘴巴吞下猎物。

当然,这些研究并没有解释水螅如何演化出这样诡异的口部开阖机制。在希腊神话中,杀死九头蛇海德拉是海克力士的第二项任务,而要了解真实世界中的水螅,同样是个艰难的任务啊!





上一篇 下一篇 TAG: 水螅