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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)長達45米的世界最長動物

2020-12-28 01:54
中國科學(xué)探險 2020年3期
關(guān)鍵詞:群居生命體游動

世界上身體最長的動物是什么?你可能會想到體長三十多米的海洋巨無霸——藍鯨,但最近科學(xué)家在澳大利亞發(fā)現(xiàn)的管水母長度達到驚人的45米,其也被稱為世界上最長的動物。管水母是由許多有獨立動物生命特征的個體組成的群居動物,因此它也讓科學(xué)家開始懷疑,之前對生命個體的定義是否需要修改。

最近,來自施密特海洋研究所的科學(xué)家在澳大利亞南部海域發(fā)現(xiàn)了一種奇特的生物,而它也被這些科學(xué)家稱為世界上最長的動物。當時,“Falkor”號研究船的船員正通過遙控?zé)o人潛水器在深海峽谷深處進行勘測和探索,在該過程中,他們意外地發(fā)現(xiàn)了這一生物。

這只屬于Apolemia 屬的管水母非常復(fù)雜,因為嚴格意義上來說它并不是一個生命體。相反,它是一種群居生物,是由髓狀和多形體的游動孢子(zooid)連接組合在一起,聚集成的一個有功能的新生命個體。

這次發(fā)現(xiàn)的管水母大約長達45米,其長度比最大的海洋動物——藍鯨還要長,后者最長約30多米。管水母是一種半透明的,線條狀的生物,其生存狀態(tài)有點類似于珊瑚,由許多更小的生物個體組成,這些組成的個體也被稱作“zooid”(游動孢子)。這種游動孢子是形成管水母這個復(fù)雜生物體的小成員,不過游動孢子的本質(zhì)也是多細胞生物。

所有的游動孢子都起源于一個最初的受精卵,后續(xù)會通過約1000次的克隆產(chǎn)生更多的游動孢子,最終形成更復(fù)雜的管水母。因此,這些游動孢子的基因是完全一樣的。單獨來看,這些游動孢子和其他動物一樣具備自我生存結(jié)構(gòu),不過它們并沒有選擇獨立生存,而是與其他游動孢子緊密連接,成為群居動物。

奇特的生存方式

盡管和珊瑚等群居生物有著如此多的相似性,管水母仍然與它們有著兩個重要區(qū)別。第一就是管水母的游動孢子會特異性地具備一種功能,不同的游動孢子會被賦予不同的特性,當它們獲得一種功能后,將失去執(zhí)行其他功能的能力。

比如,有一些游動孢子會演變成泳鐘,它們能規(guī)則地排列在管水母頂端,靠著肌肉節(jié)律收縮推動管水母進行移動,但這些游動孢子只能執(zhí)行這單一功能;而具備捕食功能的游動孢子,則會有細長的觸手,負責(zé)捕捉食物并送進管水母體內(nèi)交由另一類虹吸管個體進行營養(yǎng)攝取,后面兩種游動孢子就只有這兩種功能,不能提供游動能力。

早在2005年,耶魯大學(xué)的生態(tài)學(xué)家Casey W. Dunn就根據(jù)管水母的組織水平和特性將它分成了兩個亞目——Cystonectae和Codonophora。相對來說,Cystonectae發(fā)育過程和其他的管水母不同,并且機制也不太清楚,已知屬于該種屬的管水母只有5類。而Codonophora就屬于常見的管水母了,這種聚集動物能分成明顯的兩個生長區(qū)域,兩個區(qū)域都能在生命歷程中通過出芽過程形成新的游動孢子。其中一個生長區(qū)域被稱作泳體區(qū)(Nectosomal),主要負責(zé)產(chǎn)生泳鐘;另一個則被稱作管水母下體區(qū)(Siphosomal),這個部分要更加復(fù)雜,其中的游動孢子能蘊含更多的功能,比如捕食、繁殖和保護。

管水母另外不同于其他物種的地方就是,這些特殊的游動孢子會有固定的排列方式,并且在同一種屬中都是一樣的,但是物種間卻可能有不同的排列方式。在這種情況下,每個具有獨立生存能力的游動孢子一起形成了更加復(fù)雜的生命體,也就是管水母。

個體的定義

當然,這種生物除了長度上非常長,也讓生物學(xué)家看到了個體定義的復(fù)雜性。因為管水母的每一個游動孢子都來自最初的受精卵,它們本身就已經(jīng)是多細胞生命體,并且特性和科學(xué)界定義的其他動物一樣。那么我們該稱游動孢子是一個生命體,還是整個管水母為一個生命體呢?

人類在漫長的演化史中,演化出了腸胃來消化食物,肺部來進行呼吸,腎臟進行泌尿和過濾廢物。但是,這些都是單細胞的行為,我們通過精妙的方式讓細胞組裝成了我們所需要的器官來工作,而管水母不一樣,它從頭至尾就依靠一個受精卵不斷克隆而來,最終不同的克隆體有了不同的功能?!耙虼耍枪芩缸约簩⒆约鹤兂闪似鞴?。”布朗大學(xué)的Stefan Siebert表示,他是這次研究團隊的一員。這就好比說,你的肝臟宣布獨立稱:“我”是一個獨立的生命體,只是“我”哪里都去不了。

而想要回答“個體是什么”這個問題,也因為管水母變得更加復(fù)雜。當我們把個體這一概念拆開,分成環(huán)境個體、行為個體和演化個體時,管水母也有著不同的答案,從環(huán)境個體來說,判斷其是不是一個個體的標準是其能否獨立地進行捕食,從這一點上來說,管水母是生命個體;而管水母的功能區(qū)分,有著獨立的行為,因此行為上管水母也是個體。

但從演化上來說,所有的游動孢子都有著相同的基因,而且有著一個克隆源頭,并且?guī)缀跏峭瑫r生存同時死亡的,因此管水母確實是個體的基礎(chǔ),只是演化讓它形成了這樣的生存模式。不過,如果我們在演化樹上尋找這些游動孢子的根源,就會發(fā)現(xiàn)它們在其他物種就相當于水螅體,而水螅體在其他物種中是能獨立生存的,也能被稱作生命個體,因此演化上來說,游動孢子也能被稱作生命個體。

“不僅是個體問題,群居問題也變得復(fù)雜,”Siebert表示,“既然管水母是群居性動物,那我們也可以說是由單細胞組成的群居性動物?!痹谒磥?,這個問題需要對動物演化研究得足夠透徹才能解釋得清楚,現(xiàn)在只能說管水母應(yīng)該算得上個體中的個體。

當然,這也不是該研究團隊第一次下海探索珍奇物種了。在澳大利亞南部海岸附近有著許多至今沒有人勘探的海底峽谷。早在今年3月,他們就通過水下機器人對其中三個大峽谷進行了勘探,在這片水下既有生機勃勃的珊瑚群,也有著已經(jīng)死去的灰白珊瑚墳?zāi)埂?/p>

這片連接著南極海域、印度洋和太平洋的海域,也是對氣候變化最敏感的區(qū)域,在海洋下的峽谷一直迎接著變暖的南極海水的第一波沖擊。而其中各異的生物和這些生物墳?zāi)挂约皩毑匾仓v述著遙遠過去和眼下發(fā)生的演化事件。除了長度驚人的管水母,在這里,未來必定還將有更多動物向我們展示地球生命的神奇和絕妙。

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