水母体世代只是“水母”生涯中的一个短暂时期
这些在蓝色海洋中悠然地随波逐流的美丽精灵,并非一生下来就如此婀娜多姿,优雅美丽。这里以海月水母为例,介绍水母从出生到成为真正“水母”的生命历程。
水母的成长和繁殖的过程多种多样,各不相同。例如,栉水母及其近亲并不经历水螅体世代;还有某些水母由碟状体直接发育成熟并产卵;也有水母不经历横裂体世代,并且不游来游去,而是固着在一个地方。
适者生存—根据猎物的多少来调整身体大小
美丽温和的水母是海洋中重要的浮游生物,可以分为两类:一类是蜇人的水母,一种是不蜇人的水母。蜇人的水母属于刺胞动物门,触手上布满了刺细胞,刺细胞内有刺丝囊,刺丝囊内有刺丝。不蜇人的水母属于栉水母动物门,它们没有刺细胞,体侧则有栉水母动物特有的栉板结构。因此,栉水母动物门的水母通常也称为栉水母。
有无刺细胞是区分刺胞动物门和栉水母动物门水母的一个重要因素。此外,它们的身体构造和生殖方式也有很大的区别。例如,刺胞动物门的水母是雌雄异体,而栉水母则是雌雄同体,一个个体中会同时有雌雄两套生殖器官。
水母是来自远古时代的生物,早在6亿年前就存在了,可谓海洋生命中的奇迹。为了适应环境,水母不仅进化出了千姿百态的形状,还进化出了顽强的生存能力,它们能适应温暖或冰冷的海水,还能在浅海和深海中自由穿梭,甚至在淡水中都有它们的踪影。日本北里大学的三宅裕志讲师长期以来从事水母的研究,他介绍说:“水母能根据环境变化,迅速而灵活地调整应对措施,是一类适应力极强的生物。当食物多时,它们就会发育得较大,而当食物少时,则会发育得较小。”
水母既没有鳃也没有心脏
我们在海水浴场经常见到的水母大多属于刺胞动物门,与我们熟悉的海葵、珊瑚是“同门姊妹”。刺胞动物门的水母大约有3000多种。当我们听到水母这个词时,很多人脑海中浮现出的大概是“打着一顶圆伞,长着无数细长触手的”的形象吧。而这,其实是常见的钵水母纲的水母的样子。
水母体态晶莹透明,身姿优美,体内95%以上是水分(而人体内水分约占体重的60%),其余主要是由蛋白质构成的组织,所占比例不足5%。水母的身体构造非常简单,伞状体下部中间有一个开口,兼具口及排泄的功能,最内层是胃腔,生殖器官位于胃囊附近(雄性为精巢,雌性为卵巢)。由胃腔呈放射状向伞部边缘延伸的管子具有血管的功能,称为水管。通过伞状体的张开与闭合,可形成体液循环,将营养输送到全身各处。此外,水母通过身体表面进行呼吸(吸收海水中的氧气,并将二氧化碳排入海水中)。
水母的身体结构非常简单
图为海月水母的身体结构图。水母的身体有95%以上是水分,在身体表面和胃表面的细胞层之间是中胶层,里面充满了凝胶。
触手上布满了毒针(刺细胞,见右侧的放大图),水母利用刺细胞来麻醉和毒杀海洋中的浮游生物,当作自己的美食。它用口腕“梳理”各个触手,把各处积攒的食物集中起来送入口中。
水母没有心脏,通过伞状体的收缩,把在胃中消化的营养物质通过水管输送到全身各处。分泌消化酶的胃丝和生殖巢位于胃腔壁上,把整个胃紧紧地包围起来。
用来麻醉猎物的毒针也能刺伤人类
刺胞动物门水母的触手表面布满了刺细胞,刺细胞内藏有刺针。当刺针或刺细胞受到刺激时,水母会发射刺针,把毒素注入猎物体内。水母借助于刺细胞,将触手捕捉到的浮游生物、鱼类、甲壳类动物以及其他种类的水母麻醉,当作自己的美食来享用。
水母的刺细胞不仅可以麻醉猎物,有些水母的毒素甚至对人类也能造成伤害。比如,僧帽水母的毒性非常强,被其蜇伤后会出现极其严重的症状。僧帽水母的毒针非常长,可以穿透人类皮肤,将毒素注入皮肤深处,令人感觉浑身灼痛。在海洋中被其蜇伤后,伤者会出现呼吸困难,甚至有溺水死亡的危险,因此被称为海洋里最致命的杀手。研究发现,水母的毒素成分中含有蛋白质。但到目前为止,对它的提取和分析依然是一件非常困难的事情,许多不明之处尚有待科学家去破解。
万一不慎被水母蜇伤的话,应尽快浮出水面,赶紧上岸处置。首先要用大量海水反复冲洗残留在皮肤上的触手,更严重的蛰伤情况,要及时送医院治疗。
无处不在的“大脑”
一般来说,水母的感觉器位于伞状体边缘(刺胞动物门),有的则位于与口相对一侧的顶部(栉水母动物门)。研究发现,几乎所有的水母都具有感觉光和重力的器官。但是,任何一种水母都没有感觉温度的器官。尽管如此,水母仍然可以通过细胞中酶(蛋白质)的活性来间接地感知温度。
水母没有中枢神经,也就是说没有大脑。感觉器的信息可以从感觉器直接传递给遍布全身的神经网。三宅讲师介绍说:“水母全身遍布神经,属于扩散神经系统,可以说它的全身都是大脑。”研究人员推测,水母整天在海洋里上下游动,好像具有某种时间感觉似的,但具体细节尚待研究。此外,水母是否有味觉和嗅觉?如果有,又是如何感知的呢?这些未解之谜,都激励着研究人员一个个去破解。
大多数水母的寿命只有1年,但是也有“不死水母”!
一般来说,自然界中的水母体积越大,生存时间越长。研究显示,在野生状态下,海月水母能活1年左右。三宅讲师介绍说,在养殖状态下,海月水母最长能活到3年。如果生活环境好的话,可活得更长一些。不可思议的是,有一种水母却创造了不朽的生命传奇,它无需面对死亡,可以永远存活,这就是灯塔水母(刺胞动物门/水螅虫纲/花水母目)。当它受到敌人攻击,或者因为环境恶化而受伤时,可以重新回到水螅体世代—生命的原始阶段—并且可以无限重复这一过程。在所有进行有性生殖的动物之中,只有灯塔水母具有这项全世界独一无二的“特殊技能”。
由于水母体内的含水量在95%以上,所以很难做成标本保存下来,更不要说作为化石保存下来了。因此,“水母是如何分类的”、“进化过程是怎样的”,诸如这样的问题也都是未解之谜。人们对水母生活习性的调查和研究尚不深入,而未知的水母世界充满了神秘,如同一座埋藏了大量稀世珍宝的“宝山”,在静静地等待着我们去发掘。
其实,也有一些水母非常容易养活。在卖观赏鱼的店铺里,我们经常能看到水母的身影,就像鱼缸、鱼食(浮游生物)一样,水母也被作为一种商品来出售。除了在水族馆里欣赏水母多姿多彩的亮丽身姿之外,你有没有兴趣挑战一下自我—去饲养一次水母?或者,去详细调查一下水母神秘的生活习性,说不定会有许多新的发现呢。
(本文发表于《科学世界》2013年第12期)
请 登录 发表评论