博比特蟲固然神奇,但它只是海洋多毛蟲這個類別的典型代表之一。事實上,整個海洋多毛蟲群體都充滿神奇。絕大多數(shù)人不知道的是,多毛蟲是真正的海洋“霸主”?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的海洋多毛蟲至少有1萬種,其中一部分有明亮的體色,或者能生物發(fā)光。它們適應了每一種我們能想象到的海洋環(huán)境——從深海熱液噴口到擁擠的珊瑚礁再到開闊海域,其中許多種多毛蟲找到了絕對堪稱怪異的生存方式。
圣誕樹蟲
要想欣賞多毛蟲神奇的多樣性和奇異生活方式,需要一種獨特的心智。美國史密森尼自然歷史博物館的已故科學家福卡德,就是這樣一個人。他從1979年起一直到2015年去世,都一直在潛心研究海洋多毛蟲。他命名了近300種海洋多毛蟲,其中36種被以他的名字命名。2015年7月1日是??ǖ抡Q辰80周年,這一天也被確定為第一個“國際多毛蟲日”。現(xiàn)在,我們一起來看看多毛蟲的13大神奇之處吧。
1.多樣性之冠
已知的多毛蟲種類共享的特征并不多。它們都有頭部、尾部和分節(jié)的身體。典型情況是,它們的每個體節(jié)都有一對類似于腿的疣足,尖刺狀的剛毛從疣足上冒出。正是這些剛毛賦予了其多毛蟲這個名稱。這種簡單的身體架構,正是多毛蟲的巨大多樣性的根基。疣足可以像船槳一樣用于游弋,可以像腿足一樣用于在海底移動,還可以像勺子一樣用于在泥中挖洞。硬硬的剛毛讓多毛蟲難以被天敵吞食,有些多毛蟲的剛毛還含有毒素。生活在地道中的多毛蟲,使用疣足讓充氧的海水循環(huán)進它們居住的狹窄空間。一些多毛蟲還有羽毛狀外鰓。但任何規(guī)則都有例外,有些多毛蟲甚至沒有疣足。
2.挺過了5次大滅絕
多毛蟲及其親戚家族已經(jīng)存在了很長時間??茖W家在伯吉斯頁巖層中發(fā)現(xiàn)了多毛蟲化石,這個著名巖層中保存著大約5.05億年前寒武紀時期的許多軟體動物化石。像今天的多毛蟲一樣,許多遠古多毛蟲也有疣足、羽毛狀剛毛和伸出頭部的觸角。這些化石多毛蟲是已知多毛蟲最早的祖先。從寒武紀開始,地球上發(fā)生了5次生命大滅絕,其中一次殺死了大約96%的海洋動物。但海洋多毛蟲挺過了所有大滅絕,以至于才有今天我們所見的多毛蟲多樣性。
3.家族樹充滿神秘
多毛蟲至今已存在了超過5億年,最早的海洋多毛蟲已演化成今天的至少1萬種多毛蟲。漫長的演化時間,讓多毛蟲演化出種種差異和種種怪異特性,這大大增加了科學家歸類它們和描述它們之間相關性的難度。福卡德畢生都在研究這個課題。他在20世紀70年代)發(fā)表的一篇論文,闡述了在建立多毛蟲系譜圖方面的種種挑戰(zhàn)。接下來的數(shù)年里,他發(fā)表了更多這方面的論文。他批評傳統(tǒng)分類法把多毛蟲分成兩大類:游弋或爬行的多毛蟲與靜止的多毛蟲。其實,大多游弋的多毛蟲最終演化成幾乎不動的多毛蟲,反過來也一樣。因此,傳統(tǒng)分類法行不通。此外,他注意到每一位分類學家都各自運用一種不同的特征去分類多毛蟲,例如比較它們的咽頭。這樣一來,每一位分類學家創(chuàng)制的系譜圖和命名體系都不一樣。1997年,在學生的輔助下,??ǖ峦瓿闪艘豁棇Χ嗝x之間相互關系的新研究。他們在這篇論文中指出,盡管他們的分類法仍可能不正確,但也算是前進了一步。
4.最耐熱動物之一
設想一下,把你身體的一半泡在一大鍋滾燙的水里,并且一直這樣生活,你肯定完全受不了。但這正是一種多毛蟲——龐貝蟲的生活方式。它們生活在深海底的熱液噴口附近,在那里,它們的尾巴一直處于超過60℃的水中。它們的頭部(鰓所在的位置)從它們管狀的身體上伸出,那里的水溫是涼爽的21℃。在2013年的一項研究中,科學家把龐貝蟲帶出海底,調(diào)查它們能忍耐多高的溫度。龐貝蟲需要在類似于深海環(huán)境的壓力下生活,雖然科學家無法在把它們運送至實驗室的過程中為它們創(chuàng)制這樣的壓力條件,但它們在實驗室里仍能忍受41.7℃的溫度(不過存活時間不長)??茖W家認為,龐貝蟲與它們身上的細菌之間存在共生關系:龐貝蟲產(chǎn)生黏液喂養(yǎng)細菌,細菌則可能為龐貝蟲形成隔熱層。
5.繁殖方式像科幻
大多數(shù)海洋多毛蟲都以傳統(tǒng)的方式進行繁殖,即釋放卵子和精子到周圍海水中。但有一種多毛蟲生活在一種深海海綿中。它們習慣了慢悠悠、很少動的生活,只吸食從附近經(jīng)過的食物。從海底游到海面,這對于不擅長游泳的它們來說,當然是一趟漫長而又危險的征程。但對這種多毛蟲和其他一些種類的多毛蟲來說,演化過程帶給了它們一種合適的繁殖方式:把自己的“繁殖版本”派到海面,去完成危險的交配任務。為此,它們的尾部會長出沒有嘴巴和大眼睛的腦袋——生殖根。生殖根的消化道退化,以容納精子或卵子。生殖根的肌肉系統(tǒng)重組,能勝任漫長征途所要求的游弋。交配時間到了,生殖根從多毛蟲身上分離,游到海面釋放配子,一些生殖根隨后死亡。與此同時,這些多毛蟲剩下的身體依然棲息在海底,它們能為下一次繁殖制造更多生殖根。如果生殖根能在這趟征程后存活,它的身體就回到完整的多毛蟲狀態(tài),開始慢吞吞的生活,直到再次交配。不過,能產(chǎn)生生殖根的多毛蟲種類不多。對大多數(shù)多毛蟲來說,其生殖方式都是將整個身體都轉(zhuǎn)變?yōu)橛芜木一蚵涯遥ńy(tǒng)稱有性節(jié)),排泄系統(tǒng)變得能容納和釋放配子,眼睛也變大,以便在海面感知光線。
6.沒有氧也能活4天
你可能對甲烷水合物這個詞感到很陌生,但它們已在海底下形成了數(shù)百萬年。它們呈結晶的冰狀結構,主要由富含能量的甲烷和冰組成。這樣的沉積物在全球海底都有發(fā)現(xiàn),但人們過去認為只有微生物才能依賴于它們而生存,直到甲烷冰多毛蟲被發(fā)現(xiàn)。1997年,一個研究團隊偶然發(fā)現(xiàn)了從墨西哥灣海底凸出的一片巨大的甲烷水合物沉積層。科學家們看到,該沉積層上爬行著許多小蟲子——一個新種的多毛蟲。他們把其中一些活的多毛蟲帶回實驗室,發(fā)現(xiàn)它們成熟后無需氧也能存活96小時??茖W家推測,這些多毛蟲依賴進食甲烷冰表面的活菌生存。它們或許也促進了這些細菌的生長:它們的搖曳疣足創(chuàng)生了沿著甲烷冰的水流,把新鮮的氧帶給它們自己,也帶給細菌??茖W家對甲烷冰多毛蟲的存在感到興奮,因為它對人類探索外星生命有啟發(fā)。甲烷冰多毛蟲在如此極端的環(huán)境中也能生存,意味著在甲烷豐富的其他衛(wèi)星和行星上可能存在生命。
甲烷冰多毛蟲
7.模擬圣誕樹很容易
個頭小小、色彩繽紛、像是圣誕樹的圣誕多毛蟲,點綴著全球的熱帶珊瑚礁。它們的數(shù)量是如此之多,以至于它們看起來就像是從一座珊瑚礁的背上冒出的一座小森林。它們的大部分身體都隱藏不露,因為它們在活珊瑚中挖出管道作為家。從這些管道中,它們伸出被稱為輻棘的羽毛狀結構。它們用輻棘來呼吸,也用輻棘抓取浮游植物或其他小顆粒當晚餐。危急時刻,它們會收回輻棘,藏身管道,直到險情結束。
8.多毛蟲也會假扮僵尸
有5種僵尸多毛蟲,它們?nèi)绱说妹?,是因為它們喜歡吃海底腐爛動物的骨骼。它們當中大多數(shù)都是在吃鯨魚骨骼時被觀察到的,但如果有其他遺骸,它們不會挑食。僵尸多毛蟲皮膚產(chǎn)生的一種酸能溶解骨骼,這樣它們就能吃到骨骼里的脂肪和蛋白質(zhì)。僵尸多毛蟲沒有嘴或胃,而是依賴根系統(tǒng)進食。它們把根鉆進骨骼,生活在根表面的共生菌幫助它們消化食物。對于僵尸多毛蟲究竟怎樣攝取養(yǎng)分,科學家依然不清楚??茖W家在骨骼表面只看到了雌性僵尸多毛蟲,這是因為雄蟲很小,并生活在雌蟲體內(nèi)。一只雌蟲體內(nèi)就生活著數(shù)百只雄蟲,它們由此避免了在深海散落的骨骼上尋找配偶的壓力。
9.“多毛”規(guī)則有例外
大多數(shù)多毛蟲都名副其實,但有一種多毛蟲只有兩根剛毛,這兩根剛毛與這種多毛蟲的體長一樣長,剛毛表面覆蓋著一種稀釋的黏性組織。這兩根剛毛就像是從腦袋兩側伸出的角一樣,它們很可能被用于在多毛蟲游動時感知周圍情況。這種多毛蟲是敏捷的游泳高手,它們的身體兩側排列著肌肉發(fā)達的疣足。它們很可能憑借速度靈活地避開掠食者,但它們還有另一種防御手段:它們是為數(shù)不多的幾種能生物發(fā)光的多毛蟲之一。受到威脅時,它們的疣足能夠發(fā)射閃光誤導捕食者,它們則趁機逃離。
10.復雜的大眼睛
浮沙蠶科多毛蟲擁有的復雜大眼睛,可媲美頭足類動物和脊椎動物的照相機似的眼睛。它們有角膜、虹膜、晶狀體及高分辨率視覺(人也擁有這樣的視覺)所需的其他結構。此外,它們的視網(wǎng)膜像頭足類動物的那樣朝著光,而不是像我們?nèi)祟惖哪菢颖持?,這意味著這些多毛蟲沒有脊椎動物那樣的盲點。大多數(shù)浮沙蠶科多毛蟲生活在海水上層200米范圍內(nèi),在這里它們能看見陽光。它們的身體細而長,它們的眼睛直徑可達身體直徑的兩倍。它們的身長讓它們難以迅速或優(yōu)雅地移動,但它們的敏銳視覺讓它們不容易落入“虎口”,因為它們在很遠處就能看見捕食者,所以有足夠時間逃生。
龐貝蟲
11.多毛蟲也搞“機會主義”
海洋多毛蟲并非都見于管道或海底,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)近400種多毛蟲與其他無脊椎動物關系密切。一些多毛蟲能從與一些無脊椎動物的共生中得到好處,它們不會傷及宿主,而其他一些多毛蟲則會通過寄生而造成宿主犧牲。有一種多毛蟲被發(fā)現(xiàn)與超過30種不同的無脊椎動物共生,其中包括海星和多種管足動物。這種小小的多毛蟲因為海星而有了安全的家。尋找宿主很可能是一項挑戰(zhàn),但研究表明這種多毛蟲能追尋宿主發(fā)出的化學信號。
12.個頭小小 本領很大
有鱗多毛蟲的扁平身體,覆蓋著被稱為翅鞘的鱗片。這種多毛蟲看起來有點像住在海洋里的不倒翁。作為一種防御機制,它們的鱗片掉了可以再生。有些有鱗多毛蟲的鱗片會產(chǎn)生生物發(fā)光,這會對捕食者形成誤導和威懾。有鱗多毛蟲是肉食動物,捕食其他小型無脊椎動物,例如螃蟹、海星、海螺甚至其他多毛蟲。一旦你看見它們的上顎(嘴巴),就能理解為什么這些小小的蟲子能把其他無脊椎動物當點心吃。許多有鱗多毛蟲都很小,但一些深海有鱗多毛蟲身長可達30厘米,例如,南極海域就存在巨型有鱗多毛蟲。
方背鱗蟲
13.“烏賊多毛蟲”就是多毛蟲
2007年,在探索蘇拉威西海的深海時,科學家通過真空泵吸上來一種奇異的“嵌合動物”。它擁有多毛蟲的身體,但頭上有許多像烏賊的那樣長長的附器,因而它被科學家戲稱為“烏賊多毛蟲”。但事實上,它是完完全全的多毛蟲,而不是真正的嵌合動物。烏賊多毛蟲頭上有10根觸角,觸角不僅粗,而且?guī)缀跖c身體等長。其中8根用于呼吸和感知,2根用于從水中抓取微粒食物。烏賊多毛蟲還有6對羽毛狀的感覺器官——頸器,它們基本上相當于鼻子。烏賊多毛蟲用船槳似的疣足和剛毛構成的“扇子”推動自己前行。烏賊多毛蟲的模樣已經(jīng)夠驚人了,但科學家發(fā)現(xiàn)它真正奇妙之處在于它看來是一個過渡物種。它兼具游弋多毛蟲與海底多毛蟲的特征,這有助于科學家探明多毛蟲的演化歷程。??ǖ略跒踬\多毛蟲被發(fā)現(xiàn)后說:“它(烏賊多毛蟲)的身體真是妙不可言,它讓我欣喜若狂?!?