要了解这个问题我们首先需要了解什么是海葵(Actiniaria)。
我们直接查找《普通动物学》的话,可以知道海葵属于刺胞动物门珊瑚纲的一种,所谓刺胞动物,比如水螅、海葵他们都有几个共同的特点:他们由内外胚层,换句话说就是有了摄食、消化的能力,并且有了简单的组织分化,拥有了肌肉组织和神经网——那就有了一定的反应、运动甚至捕食能力。所以海葵看似在那杵着一动不动,确实个名副其实的捕食者。
各式各样的海葵 | 图源:《自然界的艺术形态》 (1904)
相比于近亲的水螅,不怎么动弹的海葵有着相对更复杂一点点的形态:底端有着一个吸附岩石的基盘,另一端就是可以用来捕食的口盘。口盘的周围有着一圈的触手,触手上富含有一层的刺细胞,通过分泌不同的有毒物质,可以捕捉到游过去的小鱼小虾。目前已经发现有超过30种不同的毒素,它们有的可以引起心脏毒性,有的是神经毒素,不过绝大部分对人类危害较小。
猎物一旦被捕捉之后,就会被海葵的触手送到口盘,进入口道,口道里富含纤毛状的结构,借着水流的冲刷,猎物就会被带到消化腔里。海葵的消化腔会有宽窄不同的隔膜,就和我们小肠里会有丰富的褶皱一样,这些隔膜就是通过折叠增大消化腔的表面积,表面积越大,上面的刺细胞和腺细胞越多,就可以分泌更多的毒素进行进一步的消化,结合肌肉组织,这就是一种强有力的消化能力了。
海葵的结构 | 图源:普通动物学(第三版)
除了毒素之外,海葵的捕食中最特殊的是它的共生关系,这在《海底总动员》里就体现的淋漓尽致——小丑鱼马林和尼莫就以海葵为家,因为海葵可以保护它们,而它们又可以帮助海葵吸引敌人过来给海葵提供食物,并且以海葵的食物残屑为食,清理海葵里的寄生虫。
图源:海底总动员
除了小丑鱼,海葵还会和一些藻类共生,比如黄原虫、小球藻,通过它们的光合作用给自己提供养分,并且保护它们安全地进行光合作用;鱼类的话除了小丑鱼,比如一些蟹类(Inachus phalangium)、虾类(Alpheus)也会和海葵形成共生关系。而这样一种共生的关系是怎么形成的其实研究者也很好奇。
通过组装海葵的基因组,研究者发现了海葵基因组有很多其他动物没有的蛋白质,并且诸如一些免疫相关、能量代谢相关的蛋白都和共生的微生物有着密切的关系。还有研究将小丑鱼和海葵的微生物组进行探究,发现了它们共有“核心微生物组”,可能对它们相互之间的共生,尤其是小丑鱼身上的保护自己免受海葵毒素的黏液有关系。
而当我们把海葵放在一个巨大的进化尺度上看,就会发现它虽然原始,却有着捕食者最重要的两大类细胞或者叫组织——肌肉和神经。通过神经它可以感应到周围的猎物存在,并且驱动细胞释放毒素、触手的肌肉把猎物包裹住。但是这个神经反射的速度比我们人的要慢的多得多,大约要慢1000多倍。而当我们去探究这两类细胞的进化时,就会发现它们之间强大的保守性——我们现在使用的肌肉与运动,仍然是原始的海葵用的那一套系统呢(当然也优化了不少)。
可以看到绿色的肌肉细胞和橙色的神经细胞在演化历史中的保守性 | 图源:Wang J, Sun H, Jiang M, et al.
所以当我们去拆解海葵身体时就会发现——其实没什么特殊的地方,有的是原始的神经网,演化中开始形成的原始消化腔,而这些,在我们身上也能找到影子。
参考资料:
- 刘凌云,普通动物学(第三版)
- Anderluh G, Maček P. Cytolytic peptide and protein toxins from sea anemones (Anthozoa: Actiniaria)[J]. toxicon, 2002, 40(2): 111-124.
- Mariscal R N. The nature of the symbiosis between Indo-Pacific anemone fishes and sea anemones[J]. Marine Biology, 1970, 6(1): 58-65.
- Roux N, Lami R, Salis P, et al. Sea anemone and clownfish microbiota diversity and variation during the initial steps of symbiosis[J]. Scientific reports, 2019, 9(1): 1-13.
- Wang J, Sun H, Jiang M, et al. Tracing cell-type evolution by cross-species comparison of cell atlases[J]. Cell Reports, 2021, 34(9): 108803.
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