我们在防波堤或岩石地带经常看到被坚硬外壳包裹的藤壶,乍看上去像是贝类。正因为这样,直到1830年左右,人们一直认为藤壶与贝类同属软体动物。但实际上,藤壶不是贝壳的同类,而与虾、蟹同属甲壳类。
靠柔软的蔓足捕食
藤壶露出海面后,为了防止内部干燥,会将外壳牢牢关闭,一动不动。但是,涨潮后,它没入水中,形态就会发生变化。藤壶打开外壳,从内部伸出像蔓一样细长柔软的蔓足,开始不断地活动。蔓足上有许多甲壳类动物特有的关节,表面长有无数的细毛。藤壶靠蔓足捕获浮游生物,送入口中。
另外,蔓足还承担着更换壳内海水的职责。尤其是壳内有受精卵时,蔓足要将新鲜的海水输送到受精卵中间。
生殖器长度是外壳直径的8倍
藤壶是单个个体具有雌雄两种功能的“雌雄同体”生物。但它们基本上不在同一个个体中受精,而是会与附近的个体进行交配繁殖。交配时使用的,就是长度达外壳直径8倍的雄性生殖器。雄性生殖器从外壳中伸出,进入其他个体的外壳内进行受精。
藤壶繁殖的季节因种类而异,但中国北方常见的纹藤壶的繁殖季节为春秋季。藤壶个体受精结束后,壳内的空洞处会形成数千个受精卵,所以夏季去海边剥落纹藤壶后会发现,非常多的个体体内有受精卵。
纹藤壶大概几周内即可孵化受精卵,将幼体释放到壳外。
图. 生殖器伸开后的藤壶
藤壶会将雄性生殖器伸入附近的个体外壳内进行交配。图中,多个个体的雄性生殖器伸入了图像中央偏上的个体内。
在有限的时间内寻找固着地点
刚出生的藤壶与我们通常见到的成体藤壶形态差异很大,它们可以在海水中活跃地游动。类似这种幼体和成体形态差异很大的现象,是虾、蟹等甲壳类动物的共同特征。藤壶不是像贝类一样的软体动物,而是属于甲壳类。做出这样的分类,是由于无节幼体的发现。
刚刚脱离母体的无节幼体广泛分布于海中。而且,它们会经历6次脱皮,在1周左右的时间内变为腺介幼体。腺介幼体是为了确定固着场所变为成体而存在的一种形态。一旦固着而居、变为成体后,就不能再移动,所以选择固着在何处是非常重要的。
然而,藤壶的腺介幼体寻找固着场所的时间并不长。由于腺介幼体完全不进食,所以只能依靠无节幼体时期储存的营养来维持活动。为此,它们需要在1周左右的有限时间内找到固着场所,转变为成体,否则就会饿死。因找不到固着场所而死去的藤壶个体不在少数。
选择的标准是有无邻居
藤壶的腺介幼体选择固着场所的标准包含海水的流动、光照方向等诸多因素,但首先要看附近是否有同伴。由于藤壶无法移动,如果在雄性生殖器能够到达的范围内没有其他个体,藤壶就无法繁殖后代。为此,藤壶的腺介幼体的固着场所会选在离同伴较近的地方。
藤壶的腺介幼体会通过感应同种成体所释放的化学物质(信息素)而得知同伴的居住地点。
用眼睛寻找同伴
2014年发表的一篇论文指出,藤壶会使用眼睛寻找其他个体的所在地。文章称,成体纹藤壶的外壳中含有一种红色的荧光物质,腺介幼体会通过这种荧光聚集在一起。由此推断,只在腺介幼体时期存在的两只复眼在此时发挥了作用。研究藤壶生态特征的日本北里大学加户隆介教授表示:“化学物质会在海水中扩散,所以如果不是距离很近,几乎没有效果。从远处来的藤壶可能是通过视觉信息寻找同伴的。”
能够顺利找到同伴、确定固着场所的腺介幼体,其体内胶腺组织形成的强力黏着物质会通过第一触角分泌出来,以此固着在岩石或石壁上。然后,经过脱皮变为藤壶的幼体(未成熟的成体)。
经过脱皮后不断长大
藤壶成体的大小因种类而不同,最大成体的直径长达10厘米左右。与虾、蟹相同,藤壶也需要经历脱皮才能成长。但是,藤壶只有壳内的软体部分脱皮。
外侧的壳是藤壶背部分泌的碳酸钙形成的。外壳分为两部分,即与岩石直接粘合的外壳底部(壳底)和周边的壳(周壳)。随着壳底向外生长,周壳的下部也会略微填补,于是,整个外壳随之变大。藤壶的外壳,越往上的越老。
依然有未解之谜
藤壶因提出进化论的达尔文对其进行过深入研究而被人们熟知。也正因为如此,很多藤壶的学名都是由达尔文命名的。
虽然藤壶被研究的历史很长,但至今仍然很受关注。例如,藤壶固着时使用的黏着物质即使在水中也不会剥落,人们希望将其应用到牙科中。藤壶由许多蛋白质组成,但那些蛋白质至今尚未被全部确定。另外,藤壶的腺介幼体在固着之前的过程也依然存在许多谜团。
今后,如果你在海边看到藤壶,是否会想到它们在幼体时期到处游动寻找固着场所的样子?
(本文发表于《科学世界》2015年第12期)
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