水母

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TUhjnbcbe - 2022/9/2 8:34:00
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水母是海洋馆里最受瞩目的海洋生物之一。它们像水中一朵朵晶莹的花朵,五颜六色,闪耀着奇异的光芒,游动起来摇曳多姿。

然而,外表温柔的它们,却因拥有包含*素的刺细胞而令人生畏。夏季的海滩,总有游客因下海游泳而被水母蜇伤。

这种飘逸美丽却又拥有近乎邪恶*素的生物是如何演化形成的呢?在研究过程中,科学工作者还提出了另一个问题:全身98%都是水的水母真的能留下化石吗?

防身的致命武器:刺细胞*素

水母因其具有特别的刺细胞,在分类学上和珊瑚一起隶属于腔肠动物门。广义的水母类包括:水螅纲(Hydrozoa)、钵水母纲(Scyphozoa)和立方水母纲(Cubozoa)。我们在海边经常可见的海蜇属于钵水母纲,是世界上最常见的一种水母。

水母的身体由内、外两个胚层构成,属于胶质浮游动物,绝大部分属种在海洋里浮游生活,在一些淡水湖中也可见到少量踪影。水母可以通过收缩改变内腔体积,利用喷水的方式进行运动。

水母的种类有很多,形态各异。其身体外形就像是一把透明伞,在伞状体边缘长有一些须状的触手,有些可长达30米,这些触手其实是它们的消化器官,也是它们的捕食工具。正是在这些触手上面布满的刺细胞能够射出*液。

一般情况下,水母主要以小型浮游甲壳类、硅藻、纤毛虫以及各种浮游幼体等为食,当这些猎物被刺蜇以后,会迅速麻痹而死,水母便会用触手将猎物抓住,通过伞状体下面胃层分泌的蛋白酶消化食物。

但这种刺细胞里含有刺胞*素(含几种多肽及组胺等),对人类也有很大危害。人被水母刺到,很快会感到炙痛并出现红肿,一般情况下,只要涂抹消炎药就能逐渐止疼消肿。但如果不幸遇到剧*的水母,便会有生命危险。

如在澳大利亚海滨,有一种恶名昭彰的箱形水母,它们是世界上*性最强的水母。它的*液几乎混合了各种有*动物具有的全部类型的*素,可以在几分钟之内致人死亡。因此,它在海洋中对人类的伤害力远超体型庞大的鲨鱼。

不过并非所有水母都拥有令人生畏的*素,它们随着环境的变化而演化出了不同的特征。在太平洋上的帕劳群岛以及印度尼西亚达拉湾的卡卡班岛,咸水湖里的斑点水母与太平洋*金水母的*刺在漫长的演变中退化,因此也被称为无*水母。

这可能是因为这些水母生活在岛中相对封闭的水域环境中,靠海藻分泌的营养素为生,且缺乏天敌。经过近万年与环境的协同演化,这些水母“遗失”了其祖先用以防身自卫的武器——身体内的*素。

这些特征表明,水母的*性可随着环境的变化而产生变异,特别是强*性的水母。例如箱形水母,其触手布满了储存*液的刺细胞,其中包含了世界上已知最*的神经*素,它的产生可能源于其生存环境,以及捕食活动的长期影响。

罕见的水母化石

那么,水母在漫长的地质历史上,有没有化石记录呢?它们又是如何被记录下来的呢?

水母身体的主要成分是水,体内含水量可达98%以上,并且通常缺少硬体组织,因此水母化石在地质历史的记录中极为罕见,仅在一些特异埋葬的化石库中才能得以现身。

最早的化石纪录,当属以印模状态出现在澳大利亚埃迪卡拉纪(距今约6亿年前)的粗碎屑岩中的疑似水母化石。这些化石呈辐射对称,体型庞大,且数量众多,但因为跟现代的水母差别较大,所以其是否为水母化石仍然存在疑问。

研究人员基于云南澄江动物群的Yunnanoascushaikouensis的重新研究,认为它是目前已知最早的浮游类型的水母化石,距今约5.2亿年——可以说,水母的出现应该比恐龙还要早了很多。

根据化石保存的特征,该水母归属为钵水母纲,且具备16对用于捕食的触手。

此外,在北美犹他州中寒武统(距今约5亿年前)发现的一些水母化石呈压扁的状态,保存在页岩中,其中包括水螅纲、立方水母纲和钵水母纲的代表。

这些水母化石不仅仅保存了完整的水母伞状外形及触手,而且还保存了更多的细节特征。

这些研究成果表明,在紧随埃迪卡拉纪之后的早寒武世,也就是寒武纪生命大爆发时期,确切的水母动物已经出现,其各个纲一级分类单元的代表在中寒武世就已经活跃于海洋中了。

从寒武纪生命大爆发到现在,水母已经历了6.5亿年的演化历史,并在漫长的地质年代中不断进化,产生了更多物种。现今我们在水族馆中看到的光彩夺目、各色各异的水母便是它们演化的绝佳证明。它们充分反映了大自然的神奇之处以及生命演化的奥妙。

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箱形水母的致命*液发现“解药”

澳大利亚悉尼大学研究人员最近在英国《自然·通讯》杂志上发表论文报告说,他们利用基因组筛查方法,发现一种已有的药物,可阻止被具有致命*素的澳大利亚箱形水母蜇伤后出现的部分症状。

澳大利亚箱形水母是世界上*性最强的动物之一,蜇人后其*素会使人的皮肤坏死并伴随剧痛,还会侵入人的心脏,使人在短时间内因心脏停搏而死亡。一只箱形水母体内携带的*液足够致60人死亡,目前还没有针对其*液的特效药物。

此次澳大利亚的研究人员称,利用被称为“基因剪刀”的CRISPR基因组编辑技术,他们在实验室处理了数百万个人体细胞,对每个细胞敲除一个不同基因,然后加入澳大利亚箱形水母*液观察,旨在用这种全基因组筛查方法,寻找到那些与*液接触时可以幸存的细胞。

研究人员在筛查结果中发现,人体细胞内一种名为ATP2B1的蛋白质是箱形水母*液发挥*性的必要条件,而ATP2B1蛋白质的存在需要有胆固醇。“我们在这项研究中确认,水母*液发挥*性的通路需要胆固醇,由于市面上已有很多药物可以靶向胆固醇,我们采用了其中一种,用它来对抗*液,结果它真的起了作用。这是一种分子水平上的水母*液的‘解药’。”论文第一作者、雷蒙德·劳博士说。

动物实验显示,将上述靶向胆固醇药物注射到暴露于箱形水母*液的小鼠体内,只要在小鼠接触*液15分钟内给药,就可以阻止小鼠皮肤坏死和疼痛。但研究人员还不能确定药物是否可以阻止*液引起的心脏骤停,未来将开展进一步研究。

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