在海洋深處，海水的巨大壓力會把大多數生活在地表的物種壓成漿糊。那麼，櫛水母——身體如Jell-O般柔軟透明的生物——是如何在數千米深處茁壯成長的呢？
發表在《科學》雜誌上的研究解釋了深海櫛水母如何在極端壓力下保持完整，以及為什麼它們被帶到水面時會像西方女巫一樣“融化”。“對於一些深海櫛水母來說，它們的細胞膜實際上是由壓力結合在一起的，”該研究的主要作者，哈佛大學的深海生物化學家雅各布·R·溫尼科夫解釋說。
櫛水母，也稱為海胡桃，是幽靈般的凝膠狀生物，它們的水晶櫛板——它們像微小的槳一樣用來在水中移動的結構——將光線折射成彩虹。儘管它們看起來飄逸，但它們是貪婪的捕食者，遍佈我們這個水球的兩極，狼吞虎嚥地吞食浮游生物、甲殼類動物和小魚。儘管它們的名字如此，但它們與水母的親緣關係並不密切。
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為了探究深水櫛水母在高壓下如此優雅，但在水面卻變得黏糊糊的原因，世界各地的研究人員收集了生活在不同深度的櫛水母物種。例如，水肺潛水員從夏威夷大島和北極附近的海洋中撈取了淺水櫛水母，而遙控潛水器則在加利福尼亞海岸外海浪下四公里深的地方輕輕地吸走了這些生物的同類。
櫛水母根據其原生深度具有不同水平的磷脂PPE。這種淺水櫛水母物種的PPE水平將低於其深海同類。
雅各布·溫尼科夫/哈佛大學
對這些動物身體組織的比較顯示，櫛水母生活的深度越深，其PPE（短鏈磷脂醯乙醇胺）的水平越高。PPE是一種錐形的磷脂，磷脂是一種存在於細胞膜中的脂肪分子。
溫尼科夫解釋說，在高壓下，所有分子都會被稍微“擠壓”變形——而且由於脂質特別柔軟，錐形脂質分子會在海洋深處扭曲成圓柱形。通常，錐形和圓柱形脂質的組合可以平衡細胞膜的穩定性和柔韌性。他說，如果沒有足夠的錐形，圓柱體會像磚塊一樣鎖在一起，細胞的運作就會崩潰。蛋白質，細胞的“機器”，沒有它們移動和操作所需的擺動空間。訊號無法進入或退出，細胞實際上處於癱瘓狀態。
透過使用粒子加速器繪製PPE的結構圖，溫尼科夫和他的團隊發現，該分子的錐形比以往記錄的任何其他磷脂都更顯著。研究人員透過建模發現，PPE的形狀被誇大到足以在壓縮下仍然保持錐形。
但有一個缺點：適應深海生活的櫛水母需要高壓來保持其細胞膜的完整性。如果壓力降低，PPE的錐形會膨脹；研究人員發現，這種變化會導致細胞膜起皺、破裂，並最終捲曲成奈米級的“通心粉”形狀。
科學家們隨後突發奇想，使用基因工程技術提高了大腸桿菌中的PPE水平，用PPE取代了大約四分之一的細菌磷脂。溫尼科夫說，他們發現，儘管大腸桿菌的生長通常會在壓力下減慢，但新的、更高PPE的菌株在表面壓力和模擬五公里深度下的“表現完全相同”。
丹麥技術大學研究這些動物的生態學家科妮莉亞·賈斯珀斯說，該團隊的發現“非常棒”，並且“回答了一個關於櫛水母的非常、非常長期存在的問題”。挪威水生研究所阿誇普蘭-尼瓦的海洋生態學家桑娜·馬亞內瓦說，自從十多年前她開始研究櫛水母以來，終於知道為什麼她的許多標本在她眼前“溶解”、“破碎”和“顫抖”地散開了，這讓她感到欣慰。
這項工作也可能有助於陸地生物的研究：PPE是人類神經系統的一部分，它們的丟失與阿爾茨海默病等疾病有關。加州大學聖地亞哥分校的生物物理學家、共同作者伊泰·布丁說，像這項研究首次做的那樣，確定PPE曲線的程度，並瞭解如何控制該分子的水平，可能會為探索神經系統疾病治療的新途徑提供線索。“這不僅僅與深海有關，”布丁說。