不起眼的海綿，竟藏驚人構造

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看看岩石海綿，它們通常看起來像土豆一樣毫不起眼，你永遠不會想到裡面竟然藏著動物骨骼中的巴黎聖母院。但事實確實如此。以下是一些例子：

圖 3 A、C、E 和 G 來自 Schuster 等人，2015 年。點選圖片檢視來源。

岩石海綿（因其明顯的缺乏彈性而得名）用叫做骨針的微小二氧化矽顆粒構建骨骼。岩石海綿特殊的二氧化矽骨針被稱為 desmas（“具有各種幾何形狀且通常形態複雜的關節 choanosomal 大型骨針，通常經過二次修飾且非常不規則”）。岩石海綿分佈於熱帶和溫帶水域，從珊瑚礁到深海，在那裡它們經常與它們的好夥伴和表親玻璃海綿混在一起，玻璃海綿用另一種二氧化矽骨針構建骨骼。

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它們在稱為造骨細胞的細胞內生長骨針，造骨細胞首先構建有機分子支架，然後在表面沉積矽來形成骨針。骨針的形狀因物種而異，同一種海綿可能會生長出幾種型別的骨針。以下是一些玻璃海綿的單個骨針，來自最近一篇探討岩石海綿進化的論文。有些看起來像髮夾，有些看起來像釘子，有些看起來像變異的千斤頂。都很有趣，有些看起來簡直是工業級的。

圖 3A-M 來自 Schuster 等人，2015 年。點選圖片檢視來源。

肉眼可見的大型海綿骨針稱為大型骨針，只能在顯微鏡下可見的微小骨針稱為微型骨針。如上所述，單個海綿可以製造多種型別和尺寸的骨針。岩石海綿Neoschrammeniella norfolki最多可以製造六種不同型別的骨針，包括大型骨針和微型骨針。

這些結構的詞彙幾乎與結構本身一樣令人震驚。岩石海綿骨針的名稱簡直就是字母湯：anatriaenes、rhabds、oxeas、amphiasters、spirasters、microxeas、raphides 和 sigmaspires 等等。如果您將範圍擴大到包括所有尋常海綿，您可以新增 strongyles、tornotes、tylotes、anisochelas、acanthostyles、euasters、forceps、isochelas、oxyasters、sigmas 和 sphaerasters。

它們就在這裡。

骨針未按比例繪製，範圍在 0.01 到 1 毫米之間。“尋常海綿綱骨針多樣性”，作者：Rob W. M. Van Soest、Nicole Boury-Esnault、Jean Vacelet、Martin Dohrmann、Dirk Erpenbeck、Nicole J. De Voogd、Nadiezhda Santodomingo、Bart Vanhoorne、Michelle Kelly、John N. A. Hooper - Van Soest RWM、Boury-Esnault N、Vacelet J、Dohrmann M、Erpenbeck D 等。(2012) 全球海綿（多孔動物門）多樣性。PLoS ONE 7(4): e35105. doi:10.1371/journal.pone.0035105。根據 CC BY 2.5 許可透過 Wikimedia Commons 獲得。

我想我可以猜出哪些是鑷狀骨針，哪些是 Σ 骨針。

最終，骨針被海綿融合在一起，形成一個錯綜複雜的美麗支架。以下是一些岩石海綿骨骼的掃描電子顯微照片：

圖 2A、C 和 E 來自 Schuster 等人，2015 年。點選圖片檢視連結。

圖 2 B、D 和 F 來自 Schuster 等人，2015 年。點選圖片檢視來源。

圖 3 B、D、F 和 H 來自 Schuster 等人，2015 年。點選圖片檢視來源。

今天有 13 個科、41 個屬（物種以上的分類）和 300 多個岩石海綿物種，但在過去，數量更多。化石記錄顯示，至少有 34 個科和 300 多個屬。我們知道這一點，是因為與其他骨骼由可生物降解的蛋白質海綿絲（軟綿綿的沐浴海綿的來源）製成的海綿不同，岩石海綿堅硬的矽質骨骼能夠很好地化石化，正如其名稱所示。正是因為能夠檢查它們的化石記錄並將其與現代物種的基因研究結果進行比較，才使得該類群成為對海綿進化感興趣的科學家們垂涎的目標，他們拍攝了這些照片。

他們的研究結果並不令人驚訝。雖然傳統上對海綿的分類是基於它們的外觀和骨針混合，那是因為科學家們只能依靠這些。正如在許多其他生物類群中發現的那樣，對兩種海綿基因的比較表明，這些海綿的物理特徵並不可靠地指導它們的實際進化關係。相同的骨針形式似乎已經多次進化，而在其他情況下，製造某些骨針的能力已經多次喪失。

這一結果徹底顛覆了現有的分類法，並有效地摧毀了現在過時的岩石海綿類群“Lithistida”，但這對於它們來說無關緊要，對於我們欣賞它們的生活方式和美麗也無關緊要。它們將繼續製造神奇的支架，用來懸掛它們由半獨立的濾食細胞組成的群落，完全不受我們在試圖追溯其家譜時所遇到的挫折的影響。

參考文獻

Schuster A.、Andrzej Pisera、John Hooper、Monika Bryce、Jane Fromont & Gert Wörheide (2015)。Deceptive Desmas：分子系統發育學表明了新的分類方法，並揭示了 Lithistid 尋常海綿的趨同進化，《公共科學圖書館·綜合》，10 (1) e116038。DOI：http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0116038