颠覆教科书:栉水母并非屎从口出

兜栉水母(lobed comb jelly, Mnemiopsis leidyi)。 PHOTOGRAPH BY WILLIAM E. BROWNE

兜栉水母(lobed comb jelly, Mnemiopsis leidyi)。 PHOTOGRAPH BY WILLIAM E. BROWNE

视频:颠覆教科书,栉水母并非屎从口出

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Amy Maxmen 编译:曾柏谚):长期以来大家都认为栉水母没有肛门,不过新出炉的影片可让生物学家们跌破眼镜。

关于屁股,可有个源远流长的故事:从前从前,所有的动物基本上都是用嘴吧在便便──没错,它们利用同一个开口进食与排遗。不过随着数千年过去,有些动物演化出肠道,这使得它们可以从身体的一端进食,再从另一端排出消化后的残渣。

故事要从我们现在看到的那些动物说起。藉由DNA与​​化石证据,我们发现那些看似植物的海绵、海葵与水母等只有一个消化腔开口的动物,演化来自5.4亿年前最初的动物分支;好比老鼠、苍蝇、蜗牛、蠕虫与人类等等具备嘴巴与肛门这两个消化道开口的动物,则源自相对晚期的动物分支。正因为具有两个消化道开口的生物多如恒河沙数,这种消化系统被视为绝佳的适应结果,才能如此广泛出现在各种动物身上。而其中一个双开口系统成功的原因,也许正是因为这能有效避免生物们误食到已经消化过的食物残渣。

堪称是自然课本上的完美案例──直到前阵子为止。

作为长期以来一直被认为只有一个消化腔开口的栉水母,如今有影片拍到它从另一个开口便便,这使得科学家重新思考不得不重新思考,肛门与食物由一端到另一端的消化道演化之路。

海洋生物学家松本·乔治(George Matsumoto)说:「如果不是因为这影片,还真令人难以置信。」虽然没有参与这次的计画,不过松本在加州蒙特雷湾水族研究中心(Monterey Bay Aquarium Research Institute)专攻栉水母。而这次的相关报告刊登在《当代生物学》(Current Biology)中。

栉水母看起来简直就像是来自另一个星球的生物。即使名字与外表看起来与水母都有几分相似,但是「栉水母」跟「水母」可是完全不同的生物;不过有一点倒是相同,他们都来自演化树上非常古老的动物分支,许多研究也指出,它们与我们在生命一些相当基础的组成上有着共通点。

半透明的栉水母因为像是闪耀着彩虹的梳子而得名。而数以百种的动物基因序列分析显示,栉水母的演化更早于那些至今仍保持一个消化腔开口的动物,诸如海葵、珊瑚与水母。

十九世纪晚期,动物学家在栉水母身上相对于口部的另一端发现了一对孔洞,并取名为肛孔(anal pores),不过他们并不确定这对孔洞是否用来排遗,因为在实验室中,栉水母通常将消化过的食物从进食的口部再吐出来,几乎没有从其他地方排出消化残渣的纪录。

百年以来生物学家们猜测也许这对孔洞另有他用,例如用来在水中的调节体内压力。

佛州迈阿密大学的演化生物学家威廉·布朗(William Browne),认为这是因为过去大家没有正确地喂食纤弱的栉水母,导致栉水母「呕吐」了。在他的实验室中,他小心翼翼地将稚鱼滴入栉水母。

当有一天他看到栉水母正在便便的时候,他用摄影机拍下了好几小时的影片。

影片中可见浅褐色的稚鱼就像一团灰尘,缓缓地流经栉水母半透明身体里的消化道,而那些没被消化掉的鳞片先是聚集在栉水母的尾端,接着就从肛孔被排出去了;为了看得更清楚一些,布朗喂食了基因改良出来的红色稚鱼,结果如出一辙,栉水母从另一端排出了红色便便。

追本溯源

栉水母从一端进食另一端排遗的发现,瓦解了关于肛门单一起源的故事,进而产生了两种可能。

一说是栉水母独立于其他动物之外,自己演化出了与我们的消化道与肛门十分相似的构造;另一说则是海葵与亲缘相近的动物们虽然承袭了来自祖先的​​肛门,但是却随着演化失去了这项特征。

为了找出哪一个说法更接近事实,生物学家需要花费功夫更加细腻的检视这不怎么令人愉快的细节。举例来说,如果栉水母与老鼠使用相同的基因来发育消化系统,后者的丢失假说就会更加可信一些。

布朗猜多数的生物学家压根没有怀疑过栉水母的消化系统这件事,因为原本关于只有一个消化腔开口的说法既简单又方便。而布朗大学的演化生物学家凯西·邓恩(Casey Dunn)也同意这一点。尽管过去罕有生物学家观察过栉水母的排遗;但即使是现在,也还缺发充足的证据足以动摇课本上关于栉水母的记载。

「如果栉水母在海中便便了,但是没有任何清楚的资料记载下来,那么就会被当作没这回事喔。」邓恩打趣说。

不过布朗发现的这项基础性质倒是真的动摇邓恩了。

邓恩接着说:「显然我们还有太多基础而冷门的工作还有待完成,而且无须仰赖离子加速器或者次世代的DNA定序,只需看着动物便便就好啦。」





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