從海參到水母的演變

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


H.P.洛夫克拉夫特,臭名昭著的克蘇魯神話的創造者,說他那可怕的觸手生物在南太平洋的一個沉沒城市裡沉睡。在那個地方(以及世界各地的其他地方),可能生活著一種外形非常相似的生物:世界上唯一一種全職游泳的海參。

雖然最初的描述來自1894年從深海捕撈的標本,但直到最近才被拍攝下來。 Echinoblogger Chris Mah 在這段影片中寫道,“這是一種不常見的動物......而且我們生活在一個奇妙的時代,我們可以看到這種罕見的動物游泳的幾分鐘高畫質影片......”

就在幾個月前,美國自己的 ROV,深海探索者 獲取了這段影片 (您可以在這裡觀看更大的影片)


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它的名字是 Pelagothuria natatrix,據我們所知,它是唯一一種這樣做的海參——也稱為海參。 Mah 說一對科學家將這種動物描述為“......也許是現存最奇特的海參物種。”(克里斯也是我進行克蘇魯比較的來源:“[它]確實有那種洛夫克拉夫特/遠古之物-瘋狂山脈的感覺,不是嗎?” 是的。)

P. natatrix 是一系列非凡的進化轉變的產物。 早在寒武紀大爆發之前——產生我們今天看到的大多數主要動物群的多樣化爆發——它的祖先是某種左右對稱(雙邊對稱)動物,是棘皮動物(海星及其朋友)和脊椎動物(我們自己的群體)的最後共同祖先。 然後它們變成了輻射對稱的海百合或海星類動物。 後來它們變成了雙邊對稱的海參。 而現在,它們再次轉變為你在這裡看到的輻射對稱的水母類動物。

要了解這種生命形式有多麼不尋常,瞭解一些關於海參的知識會有所幫助。 如前所述,海參曾經是像海星或海膽一樣的輻射對稱動物。 在某個時候,它們側翻過來,開始了一種沉積物攝食的生活——用粘性的改良管足/攝食觸鬚在海底(或鑽入海底)搜尋每天從上方降下的最美味的粘液和絨毛。 可以把它們想象成海里的 Roomba。

在這個過程中,它們放棄了它們的輻射對稱性,轉而變成了香腸形狀,正面朝前的嘴和背面的肛門(在海星上,肛門在動物的頂部,嘴在底部)。 而且哦,多麼棒的肛門啊!它們不僅用屁股呼吸(它們的呼吸器官從那裡分支出來),而且裡面的空間(洩殖腔)顯然非常吸引人和寬敞,以至於整條魚都喜歡住在裡面,一些海參已經進化出了“肛門牙”,只是為了把它們擋在外面。

如果這還不夠驚人,它們還擁有另外兩個非凡的腸道相關能力:在壓力下,它們可以從嘴或肛門中射出它們的腸道——不是腸道內容物,而是腸道本身,通常包括性腺和其他器官——這或許是為了分散捕食者的注意力。然後,它們會簡單地再生它們的內部器官。

或者它們可以選擇僅僅破裂它們的後腸,並噴射出它們的呼吸樹的基部,空心的粘性居維葉管。 釋放後,這些細絲迅速膨脹到其通常長度的 20 倍,並獲得了鎖定在其接觸到的任何東西上的能力,從而纏住潛在的捕食者。



圖片來源:Rpillon Wikimedia (CC BY-SA 3.0)

Colin Tudge 在《生命的多樣性》中用典型的英國式含蓄寫道:“正如我可以證明的那樣,我曾經被抓住騷擾野生海參,這些東西非常令人反感。” 然後,海參只是簡單地脫開電纜並離開,之後,你猜對了,它只是在幾天內重新生長它們。

由於海參本質上是海底的活靶子,因此它們已經進化出了第三種防禦方式:令人討厭的毒素,使其對除少數捕食者外都具有毒性,其中最突出的一種被稱為海參毒素。

然而,儘管如此,它們僅憑驚人的少量腦力就可以生存下來,因為它們本質上沒有大腦。 它們擁有的是一個神經環,但即使手術切除這個環顯然也不會阻礙海參,因為它們仍然可以快樂地繼續它們的工作,無論有沒有神經環。

無論海參在海底做什麼,它們都做得很好,因為它們是深海海底最大的生物量來源。 據觀察,海參是馬裡亞納海溝底部發現的活體生物的重要組成部分,正如我幾年前寫的那樣,儘管這些是另一種海參,它們專門利用伸入水流中的攝食觸手過濾水,而不是像《沙丘》中的香料爬蟲一樣在底部吸沙。

然而,還有另一類海參專門有時離開底部,透過使用自己的身體,有時還使用網狀領子,將自己推進到水柱中,在水流中漂浮一段時間,然後在遠處降落。 這些兼職游泳的海參通常是半透明的,並且非常引人入勝(儘管,據 Mah 說,從未觀察到它們像它們更淺水域的親戚一樣進行緊急內臟傾倒)。

來自鸚鵡螺號直播探險的這段蒙太奇給出了這些很好的例子

然而,Pelagothuria——我們全職游泳者——似乎已經邁出了下一個邏輯步驟,完全放棄了海底,超越了海參的身份,變成了一種新的東西。 像水母一樣,它專門以周圍漂浮的懸浮顆粒為食,然後它們到達底部等待的海參群。

也許在接下來的 1000 萬年中,如果這個物種能夠生存和多樣化,我們將擁有一組全新的棘皮動物,稱為“黃瓜果凍”。 這對於那些喜歡黃瓜的人來說可能聽起來很美味。 我不喜歡(你為什麼喜歡吃味道像西瓜皮的東西??)。

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