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本文格式为Word版,下载可任意编辑——奇葩海绵的疯狂行走洪艺瑞

在永久冰封的极寒之地,宁静的海面之下散发出丝丝“血腥〞气息。只见深深插入土壤里的骨针,“咔嚓〞一声碎裂开来。骨针碎片撕扯下部分身体组织,悄悄地落在不远处。没有丝毫踌躇,它又迈出了下一步,用另一根骨针拉扯着自己前进,而它身后无数的骨针碎片已经拖出了长长的褐色痕迹。这不是种群间的斗争,也不是为争夺配偶而争斗。这只是一只海绵,为了行走必需付出的代价。

在动物世界,“行走〞这件事可以说是各具特色,精彩纷呈。我们的祖先用了数百万年学会直立行走;蜗牛身后拖着长长的银色轨迹,以每分钟8厘米的速度负重前行……在走路这件事情上,生物的尺寸与行走能力并不成比例。小小的细菌在1秒内就能跑出自己身长的60~100倍;而令人望之生畏的霸王龙,即使拥有12米长的壮硕身材,1秒内也只能移动1.2米。

在为走路而各显神通的生物中,海绵是个奇葩的存在。新生的海绵尚且可以随着水流游动,而成年海绵则牢牢地附着在岩石等表面上,一动不动。以至于直到1755年,科学家发现海绵周边的水流会发生改变,同时海绵中央腔的直径也会变化,他们这才恍然大悟:原来海绵是动物,而非植物。尽管如此,科学家还从未在自然界中观测到成年海绵的移动。前不久,发表在《当代生物学》上的一篇研究首次透露:生活在北极深海的海绵不仅会行走,而且每走一步,就掉一块肉!令人震惊的发现

2022年,德国破冰船“极星号〞(Polarstern)在北极执行摸索任务。科学家在一个遥控的潜水机器人上装备了摄像头,来观测位于永久冰封区的一座名为Langseth的海底山脊。当摄像头下沉到580~1000米深的海疆时,研究人员惊讶地发现,山脊上密密麻麻长满了海绵。进一步观测发现,这些海绵主要包含3个物种,分别是钵海绵属的Geodiaparva、Geodiahentscheli,以及星芒海绵属的Stellettarhaphidophora。

此次发现海绵的地点为北纬86°左右,而在此之前,最接近北极的海绵发现地点不过是北纬76°。尽管研究人员想过可能会在这里找到海绵,但没有想到数量会如此之多。研究的共同,来自德国阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所的深海生态学家奥坦·珀泽(AutunPurser)慨叹道:“即使是在北极的永久浮冰之下,海绵也可以繁茂地生长。〞

更令人惊讶的是,研究团队在分析获得的影像资料时,发现在70%的海绵照片中都出现了高数厘米、长数米的棕色痕迹。特别在海绵较少的地方,海床上原本的沉积物和有机物残骸较少,因此可以清楚地看到,棕色痕迹纵横交织地分布在海床上。研究人员发现,这些棕色痕迹其实是海绵的骨针,也就是海绵的支撑结构,有些骨针上还附着少量的海绵组织。顺着这些痕迹,研究人员发现,有些骨针甚至直接与海绵的底部或侧面相连。说明这些骨针可能是海绵在移动过程中留下的。海绵移动留下的痕迹

为了行走海绵付出了巨大的代价

海绵会移动吗

这是一项令人震惊的发现。珀泽表示:“我们没想过会发现如此多的海绵,更没有想过,这些海绵竟然还能够移动。〞这也是科学家首次在自然条件下观测到海绵的移动。对海底痕迹的三维建模

在此前的研究中,研究者曾经在试验室条件下观测到海绵的运动。1988年,来自北卡罗来纳大学教堂山分校的生物学家卡尔霍恩·邦德(CalhounBond)和艾伯特·哈里斯(AlbertHarris)发现,荔枝海绵属的TethyaActinia可以在玻璃、塑料和橡胶上移动,其速度最高为每小时160微米(相当于每天4毫米)。尽管海绵没有肌肉,也没有专门的运动器官,但它们可以在外界环境的刺激下,通过收缩或舒张身体往前移动。这种荔枝海绵就是如此,它们会先把长长的骨针插到基质中,然后以骨针作为支点,向前拉动自己的身体。之后,海绵将上演一出“过河拆桥〞的桥段:因压力而破碎的骨针会被海绵无情地丢弃,成为海绵身后的一道痕迹。

此次在北极发现的海绵,运动方式与荔枝海绵类似。“这些痕迹是由海绵的骨针,或者说海绵的脊椎所构成的,〞珀泽表示,“这些海绵貌似是首先伸出自己的骨针,然后用骨针将自己拖拽到新地点。在这个过程中,一些骨针会破碎,从而形成了我们看到的棕色痕迹。〞

利用获得的影像资料,研究人员进行了3D建模,结果发现海绵移动留下的轨迹浮现出相互交织的“之〞字形。这说明海绵不仅能够移动,而且还会在移动过程中变换方向。或许这听起来并没什么了不起,但回忆一下,你在走路时会无缘无故地改变方向吗?方向的改变说明了海绵的移动或许具有一定的目的性。“这些特征与之前报道的具有外壳的海绵(EncrustingSsponge)的觅食和繁殖行为相吻合。〞论文写道。

这可以部分解释为什么科学家能够在如此寒冷的地方发现海绵。Langseth山脊纬度较高,上方终年被冰雪覆盖,离陆地也很远,这导致海水中的生产力较低,营养也十分匮乏。而海绵在觅食时,又是个典型的机遇主义者:它们通过表面无数的小孔吸入附近的水流,从中获取细菌等食物,再将利用后的海水从出水孔排出。为了从海水中获取更多的营養,这些北极海绵可能不得不进行移动,哪怕要付出“血的代价〞。

研究人员还发现这些痕迹的分布,往往与幼年海绵的分布有关。这说明除了觅食,海绵的移动也可能与它们的后代相关:或许是为了分散它们的后代;又或者忍痛“割肉〞、留下痕迹,只是为了让后代有能够附着的地方。

2022年,来自意大利巴里大学的研究团队曾报道,在地中海的两个海湾中发现了一种会移动的钵海绵——GeodiaCydonium。但由于当时并没有发现相应的骨针痕迹,科学家猜测这种移动可能是由高速的水流引起的,并非海绵的主动移动。而此次发现海绵的地点不太可能出现高速的水流,同时坡度也对比平缓(8.5°)。最重要的是,大多数山脊上的痕迹都浮现出从下到上的走向,从而排除了因重力引起移动的可能。白色箭头所指为幼年海绵

但令人好奇的是,为什么偏偏只在北极发现了海绵的移动痕迹。珀

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