《环球科学》2024年12月新刊的文章《武装到细胞:深海抗压指南》深入大洋底部,向我们揭示了深海生物栉水母抗击深海压力的秘密。栉水母特殊的细胞膜让它具有了抗衡深海水压的能力,它同时还有着异常灵活的生命形态。
栉水母的生命形态能灵活到何种程度?本篇来自《环球科学》2025年1月新刊前沿栏目中的《栉水母的诡异“嫁接”》就给我们讲述了一个只有在栉水母身上看到的奇特案例。
经过仔细检查,科学家发现这只长有两个“屁股”的栉水母不久前还是两只独立的淡海栉水母(Mnemiopsis leidyi)。一天前,它们在被捕获时受了伤。此后,不过一夜之间,它们就在实验室的水箱里融为一体:它们的身体中部连接在了一起。
长有两个“屁股”的栉水母。图片来源: Jokura et al., doi: 10.1016/j.cub.2024.07.084.
在发表于《当代生物学》(Current Biology)的论文中,英国埃克塞特大学(University of Exeter)和日本国立自然科学研究机构(NINS)的生物学家城仓圭(Kei Jokura)和同事写道,这种融合非常彻底。当科学家触碰这个融合体的一侧时,两个身体部分都会回缩,这表明它们的神经系统已经合二为一。
但他们并非首次发现栉水母诡异融合的团队。早在20世纪30年代,在同一研究站,海洋生物学家B.R.库恩菲尔德(B. R. Coonfield)就用栉水母做了实验,实验成果足以令《弗兰肯斯坦》(Frankenstein)的作者玛丽·谢利(Mary Shelley)都感到不寒而栗。其中,一个由4个不同个体的身体和第5个个体的嘴巴、感觉器官及肛门所组成的融合体,或许是库恩菲尔德所创造的“栉水母怪物”中最引人注目的那个。
借助21世纪的技术手段,城仓圭和团队得以精确地研究这一融合过程。研究人员“嫁接”了更多的栉水母,随后每秒拍摄一次高分辨率图像,结果发现这些融合的栉水母在短短两小时内,就同步了它们各自的神经系统。海洋生物学家史蒂文·哈多克(Steven Haddock,未参与该研究)在美国蒙特雷湾水族馆研究所研究栉水母,他表示:“这种整合的程度和速度相当惊人。”
研究人员还发现,在这些“嫁接”的水母中,由其中一个嘴巴摄入的食物,会在两个消化道间共享。每个身体只在一处保留了独立性——淡海栉水母的“临时肛门”,它只会在排便时出现。研究结果显示,每个身体都会形成自己的肛门并排便,但并不同时排便。
科学家认为,在自然界中,这种融合不太可能频繁发生,因为成年的栉水母通常不会聚集在一起。尽管如此,这一偶然的发现表明,栉水母可能缺乏同种异型识别能力,即区分自身与同种其他个体的能力。
该研究的共同作者、南丹麦大学的感觉生理学家托米·安托宁(Tommi Anttonen)表示:“它们完全不介意将其他生物的组织融入自己的身体。”
研究人员希望,有朝一日,栉水母的融合机制能为人类的器官移植技术提供启示。同种异型识别会引发免疫反应,导致移植排斥,而栉水母的免疫系统能在没有这种能力的情况下运作。弄清这套系统的机制,或许可以帮科学家找到方法,使人体更易接受外来器官。城仓圭说:“简单的生物体蕴含着解开我们复杂性之谜的线索,同时也蕴含着能改善我们生活的宝贵财富。”
栉水母除了可以和同伴合体,它另一个引人注目的特性是可以在深海高压环境中存活,最深可达十余千米。栉水母看似弱不禁风,但它面对水压威胁,其实已经武装到了细胞,甚至它的细胞膜和普通细胞都不尽相同。《环球科学》2024年12月新刊的文章《武装到细胞:深海抗压指南》详细揭示了栉水母抵抗水压的秘诀。
《环球科学》2024年12月新刊的《跨时代疫苗》专题还向我们介绍了疫苗诞生200年来,如何不断改善人类整体的健康状况,并随着技术迭代不断推陈出新,最近甚至出现了特殊的反向疫苗——或许能给难缠的自免疫疾病带来新的希望。
本文来自《环球科学》2025年1月刊前沿栏目的文章:《栉水母的诡异“嫁接”》
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