智利海鞘:最接近從石頭裡取出血的生物

“‘經期岩石’?你們現在叫我‘經期岩石’?夥計們,說真的,我可能看起來像一塊石頭,但這並不意味著我有一顆石頭心。”

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“‘經期岩石’?你們現在叫我‘經期岩石’?夥計們,說真的,我可能看起來像一塊石頭,但這並不意味著我有一顆石頭心。為什麼沒有人叫我邁克爾?”

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儘管外表如此,但這並不是某種被殘忍地分割的外星石頭生物,也不是番茄雷蛋。這是智利海鞘(Pyura chilensis),一種生活在智利和秘魯岩石海岸的海洋生物。如果你(像我一樣,最近)之前從未見過這些生物,你可能會有興趣知道,在智利,它們是商業捕撈的,當地人將它們生吃或與沙拉和米飯一起烹製,因為它們顯然很美味。


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智利海鞘屬於海鞘綱,這是一類不移動的,袋狀的海洋無脊椎濾食性動物,也稱為海鞘。它們屬於尾索動物亞門,之所以這樣稱呼是因為它們穿著厚厚的由被囊素製成的“被囊”,被囊素是一種堅韌的分子基質,可以幫助動物將自身附著在堅硬的表面上,以便完成一天的生活。被囊的內部襯有一層表皮和肌肉帶,在這些層內是動物的主要部分。

智利海鞘有兩個虹吸管,透過其被囊將動物與周圍的海洋連線起來——一個用於呼氣,一個用於吸氣。它透過吸入水並使用其增大的咽部或鰓囊中移動的粘液層過濾出可食用的微藻來進食,然後再透過另一個虹吸管將水撥出。咽部連線到動物的消化道,基本上就像嘴一樣。

它們的血液是透明的,而且奇怪的是,可以積累極高含量的被稱為釩的神秘而稀有的元素。智利海鞘和其他尾索動物血液中的釩濃度可以是周圍海水的1000萬倍。這些生物為什麼以及如何能夠在如此大量的積累釩仍然未知。

智利海鞘通常成群結隊地聚集在一起,成千上萬個或只有幾個,或者它們可以單獨存在——在這種情況下,它們必須自行繁殖,因為它們無法移動去尋找配偶。這意味著智利海鞘是雌雄同體的,具有雄性和雌性的性腺,可以同時釋放卵子和精子,在周圍的水中形成受精的雲。如果精卵碰撞成功,它們將產生微小的蝌蚪狀後代,這些後代最終會附著在岩石上,成長為成年形態。

2005年,智利南方大學的生物學家帕特里西奧·H·曼裡克斯和智利天主教大學的胡安·卡洛斯·卡斯蒂利亞在《海洋生態進展系列》上發表了一篇論文,首次揭示了這種生物的繁殖習性(他們還經常而且非常認真地使用“自交”這個動詞)。他們從智利中部和北部的棲息地收集了30個性成熟的智利海鞘,並將它們在實驗室水箱中設定為單獨和成對的個體。他們想評估這兩種繁殖方式的受精發生率和成功率,以及隨後的後代附著在堅硬的表面上並隨後變態為成蟲。

首先,將單獨的個體放入塑膠瓶中,讓它們獨自待了90天,可以自由地進行所有想要的自交(YOLO)。在此期間之後,測量每次產卵事件的體型與水中精子量的關係。接下來,研究人員將來自同一群體或來自兩個不同群體的配對組合在一起,以觀察它們與自交者相比的繁殖效果如何。第三個實驗是將智利海鞘個體單獨放置1到16個月,以觀察長期單獨放置是否會提高自交的成功率。最後,研究人員進行了“人工受精”,包括從標本中取出卵子並在培養皿中用提取的精子使其受精。

結果表明,智利海鞘出生時是雄性的,然後在青春期隨著體型的增大而變成雌雄同體——同時具有雄性和雌性的性腺。研究人員還發現,如果有選擇的話——也就是說,如果周圍有其他個體——這些生物更喜歡透過異體受精繁殖,他們寫道:“鑑於在我們的成對標本和我們的人工異體雜交試驗中記錄到更多自然卵子產卵,隨後成功附著和變態的事件……看來異體受精在這種物種中占主導地位。”

曼裡克斯和卡斯蒂利亞還發現,成對標本產生了更多的受精卵,這表明異體受精,或與另一個個體繁殖,之所以占主導地位,是因為它更有效。這一假設得到了加強,即在被單獨放置之前進行過異體受精的個體,至少需要兩個月才能成功地透過自交產生後代。然而,他們謹慎地指出,雖然異體受精是首選,但自交併沒有產生劣質後代。“在自交和異交後代的受精、附著和變態成功率方面沒有發現明顯差異,”他們報告說。這表明,當獨自困在海洋中時,自交為孤獨的智利海鞘個體提供了一個仍然可以傳遞其基因的有利機會。

這是一個影片,一個德國人以極大的自信用刀子切開一些智利海鞘,背景音樂是一些憤怒的YouTube村民的叫囂。

Bec Crew is a Sydney-based science writer and award-winning blogger. She is the author of 'Zombie Tits, Astronaut Fish and Other Weird Animals' (NewSouth Press).

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