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燈塔水母

來自 動物界 的圖片

中文學名:燈塔水母

拉丁學名:Turritopsis

nutricula

界:動物界

門:刺胞動物門

綱:水螅綱

目:花水母目

科:捧螅水母科

屬:燈塔水母屬

種:燈塔水母

分布區域:全球海域

命名者及年代:McCrady,1857

燈塔水母(學名:Turritopsis nutricula):是一種小型水母。身體呈鍾型,直徑約4-5毫米,身體透明,能夠看見紅色的消化系統,狀如燈塔,因而得名。燈塔水母胃巨大且呈現出鮮艷的紅色,橫斷面為十字型。 多生活在熱帶海域。是肉食性的,以浮游生物,小的甲殼類、多毛類甚至小的魚類為食。燈塔水母可以從水螅體無性繁殖,是唯一已知的能夠從性成熟階段恢復到幼蟲階段的生物。在20℃的水溫中達到性成熟階段需要25至30天。主要分布在加勒比地區的海域之中,但因為遠洋船舶排放的壓艙水,使它們逐漸散布至其他鄰近海域,擴散到了西班牙意大利日本的近海。 [1]

燈塔水母形態特徵

燈塔水母 是一種小型水母。身體呈鍾型,直徑約4-5毫米,身體透明,能夠看見紅色的消化系統,狀如燈塔,因而得名。傘形身體的直徑和高度基本相等。向外凸出的一面稱外傘面,凹入的一面稱下傘面,下傘面的中央有一下垂的管稱垂唇,垂唇的游離端為口,傘的邊緣有一圈觸手,鈎手水母下傘的邊緣向內伸出一圈窄的膜狀結構,稱為緣膜,緣膜是水螅綱水母的特徵。

體壁結構是由兩層上皮肌肉細胞中間夾有中膠層構成。由胃囊向傘緣伸出4條的輻射管,並與傘緣平行的環管相連,由環管也可伸出離心的小管進入觸手,直達觸手末端。在傘緣或觸手基部有感覺器官,例如眼點)或平衡囊。燈塔水母胃巨大且呈現出鮮艷的紅色,橫斷面為十字型。

燈塔水母生活習性

燈塔水母多生活在熱帶海域。是肉食性的,以浮游生物,小的甲殼類、多毛類甚至小的魚類為食。由於食物的機械刺激和化學刺激,引起這種水螅類動物伸長觸手,並放出刺絲囊以纏繞、麻痹、毒殺捕獲物,再將食物送入口中。

口區腺細胞分泌的粘液有利於食物的吞咽,食物進入胃腔後,胃層的腺細胞開始分泌蛋白酶,分解、消化食物使之形成許多多肽,同時在胃腔中由於營養肌肉細胞的鞭毛運動,食物得以混合與推動。經這種細胞外消化之後,開始細胞內的消化過程,營養肌肉細胞的偽足吞噬食物顆粒,在細胞內形成大量的食物泡,經過酸性及鹼性的化學過程之後,營養物質由細胞的擴散作用輸送到全身。

燈塔水母繁殖方式

燈塔水母可以從水螅體無性繁殖,是唯一已知的能夠從性成熟階段恢復到幼蟲階段的生物。在20℃的水溫中達到性成熟階段需要25至30天,其特徵是性成熟的(能夠進行有性生殖)個體能夠重新回到水螅型。

普通的水母在有性生殖之後就會死亡,但是燈塔水母卻能夠再次回到水螅型。這被稱作分化轉移。理論上這個過程沒有次數限制,這種水母可以通過反覆的通常生殖和轉分化獲得無限的壽命。所以也被人稱為「長生不老的水母」。更準確地說應該是「返老還童」。

燈塔水母分布範圍

燈塔水母主要分布在加勒比地區的海域之中,但因為遠洋船舶排放的壓艙水,使燈塔水母逐漸散布至其他鄰近海域,擴散到了西班牙、意大利和日本的近海,並出現在大西洋的另一側——巴拿馬地區。

燈塔水母科學探討

在2010年,Ma & Yang在其發表在網絡刊物《自然與科學》(Nature and Science)上的一篇介紹燈塔水母的文章中,煞有介事地將其稱為「不會死亡的動物」。文章稱,燈塔水母只有5毫米長, 可以從成熟期階段「輪迴」到幼年的水螅狀態重新生長,這樣它便擁有沒有界限的生命。由於擁有這樣的特殊能力,燈塔水母從原來的棲息地加勒比海,擴散到了西班牙、意大利和日本的近海,並出現在大西洋的另一側——巴拿馬地區。研究者們相信,燈塔水母是通過依附在大船船底,「暢遊」了彼此交匯的大洋。

正是燈塔水母這種令人嫉妒的「特殊能力」,引起了國內外媒體的廣泛關注,也引起了全球讀者和網民們的極大興趣。此報道一出,加上近年來部分媒體的炒作,一些網友推波助瀾的跟帖,導致了最近在中國網絡上出現了很熱鬧的關於燈塔水母「返老還童」、「長生不老」的討論。這看似奇妙的生命演變過程,關於它的記錄是否真實且具備科學性?中山大學生命科學學院動物學專業徐潤林教授在查閱大量國內外文獻資料後,從嚴謹的科學角度出發,為我們揭開燈塔水母的「真面目」。

徐教授介紹,我們這裡所說的「水母」其實是動物界刺胞動物門的成員,該動物門主要有水螅綱、缽水母綱和珊瑚綱,海蜇和各種珊瑚是人們最熟悉的刺胞動物。多數刺胞動物的生活史中都包括兩個基本的形態階段:一個是水螅型,一個是水母型。「在刺胞動物一個完整的生活史中,存在着一個無性生殖的水螅型階段和一個有性生殖的水母型階段。這兩個階段是交替出現的。在學術上,動物生活史中具有這種無性世代和有性世代交替出現的現象我們稱為世代交替。一般來講,一種動物的生活史具有種的特異性,且各階段是必須經歷的。」。對於低等生物而言,這是一種細胞分化的能力,而且不僅是燈塔水母,所有種類的水母都具備這種能力。

在徐教授看來,燈塔水母與普通水母其實並無太大區別。燈塔水母(Turritopsis nutricula)是McCrady於1857年定名的,它只是燈塔水母屬的一個成員,該屬還包括另外9個物種。中國有記載的是燈塔水母和短柄燈塔水母。「一般意義上的水母是指刺胞動物的水母型階段,根據這樣的界定,普遍意義上的水母就包括水螅綱的大多數種類和缽水母綱的全部種類,其已知種類超過3000種。水母型僅是刺胞動物生活史中的一個環節,故不同的種類,其水母型占總生活史時間的比例差異極大。」

刺胞動物的不同形態期(水螅型和水母型)並不具有幼年、成熟的區別,只有生活史中哪個階段占較多時間比例的差異。有些種類的水螅型階段短,人們常看到的是其水母型;反之,有些種類的水母型階段很短或沒有,因而人們通常就只看到其水螅型。「也許是對此特點的不了解,才引起了不少關於對水母「返老還童」說法的誤解。」

按照現代的科學觀點,生物體由生到死是一個不可逆的過程。網絡上對燈塔水母這種「逆生長」現象炒得很熱,有些還說得好像很有道理,如果這種現象存在,就徹底推翻了生物學的基本規律。

早在一兩千年前就有了關於刺胞動物的研究,而真正發現這類動物有形態的變化是在差不多100年前,由德國人發現的。後來陸續也有一些相關的研究,但總的來說非常少。1950年曾有學者在美國《芝加哥雜誌》上發表過有關燈塔水母胚胎髮育的系統研究文章。沉寂了若干年之後,1992年,德國研究者做了一個關於燈塔水母屬動物兩種形態的轉化實驗,但是這個實驗只是以「飢餓」為前提條件,文章篇幅也很短。

事情出現轉機是在1996年。當時,意大利研究者Piraino等人對4000隻不同發育階段的水母型燈塔水母進行了不同環境條件下的轉化誘導試驗,這些環境條件包括:(1)飢餓;(2)突然改變水溫(升高或降低);(3)降低鹽度;(4)機械損傷。結果顯示,在人為改變的環境下,不同發育階段的燈塔水母均出現了水母型轉化為水螅型的現象,但轉化過程隨水母型發育的程度不同有所差異。這就是該研究的全部結果。

對於實驗結果所說的燈塔水母擁有「逆生長」能力,徐教授提出了一個重要的質疑——假設燈塔水母是長生不老的,它從一種狀態轉換為另一種狀態,姑且認可它是從成年轉變為幼年狀態,那麼其生命狀態應該從變為成年之後,能夠再度轉變為幼年,這才叫做「長生不老」,如果生命形式僅僅轉換了一次,就不可以稱之為「長生不老」。

也就是說,「長生不老」應該不只是一個循環,而目前掌握的有關燈塔水母的實驗研究文獻中都沒有清楚交代這一點。因此,徐教授認為,並不能將燈塔水母兩種生命形態成功轉換一次的現象,武斷地認作是「長生不老」。

徐教授指出,光靠這個實驗結果事實上並不能推斷燈塔水母具備「逆生長」的能力。「因為很多實驗研究的條件在現實中是不存在的,或者說這些條件的改變也不像實驗室里那樣劇烈,因此我們不能將實驗室里的研究結果簡單地下結論。其實,就燈塔水母這個例子,也只能反映出它具有一定適應環境變化的能力。」

因而,可以這樣說,燈塔水母在一般條件下仍會死亡,其 「長生不老」的說法或許只是基於一個不嚴謹的科學實驗以訛傳訛的不實結論。

此外,網上還廣泛流傳這樣一種說法:如果把一個燈塔水母切開,它能在24小時內變成兩條水蛭蟲,72小時後長出觸角。就算把它打碎,只要它的細胞完整,也可以變成一條水蛭蟲,重新開始生命,這是因為它有再生基因。

徐教授則這樣解釋:「低等動物的自我修復或再生能力是較普遍的,也有很多種方式。等級越低,這種能力就越強。例如扁形動物的渦蟲,通過切割手術,會長出很多奇怪的樣子;蚯蚓被剪掉一小部分後,會以再生的方式重新長出來。而在我們認為的高等動物身上,這種能力就下降或消失了,如果人類缺了一條手臂,再長出一條來是不可能的……低等動物的自我修復機制與目前學術界很關注的脊椎動物幹細胞機能研發實驗有可能存在一定的相通性,但根源在哪,目前尚不清楚。」

燈塔水母世界紀錄

燈塔水母在性成熟後會重新回到水螅型狀態,並且可以無限重複這一過程,從而擁有了返老還童的能力。(吉尼斯世界紀錄)

參考來源

  1. 燈塔水母, 動物界, 2020-01-18