“把科學帶回家” 提供
圖片來源：monterey bay aquarium
世界上身體最長的動物是什麼？你可能會想到體長三十多米的海洋巨無霸——藍鯨，但最近科學家在澳大利亞發現的管水母長度達到驚人的45米，其也被稱為世界上最長的動物。管水母是由許多有獨立動物生命特徵的個體組成的群居動物，因此它也讓科學家開始懷疑，之前對生命個體的定義是否需要修改。
撰文丨楊心舟
最近，來自施密特海洋研究所的科學家在澳大利亞南部海域發現了一種奇特的生物，而它也被這些科學家稱為世界上最長的動物。當時，"Falkor"號研究船的船員正通過遙控無人潛水器在深海峽谷深處進行勘測和探索，在該過程中，他們意外地發現了這一生物。
這隻屬於Apolemia 屬的管水母非常複雜，因為嚴格意義上來說它其並不是一個生命體。相反，它是一種群居生物，由髓狀和多形體的遊動孢子（zooid）連接組合在一起，聚集成的一個有功能的新生命個體。
研究發現的管水母。圖片來源：施密特海洋研究所
這次發現的管水母大約長達45米，其長度比最大的海洋動物——藍鯨還要長，後者最長約30多米。管水母是一種半透明的，線條狀的生物，其生存狀態有點類似於珊瑚，其由許多更小的生物個體組成，這些組成的個體也被稱作“zooid”（遊動孢子）。這種遊動孢子是形成管水母這個複雜生物體的小成員，不過遊動孢子的本質也是多細胞生物。
所有的遊動孢子都起源於一個最初的受精卵，後續會通過約1000次的克隆產生更多的遊動孢子，最終形成更復雜的管水母。因此，這些遊動孢子的基因是完全一樣的。單獨來看，這些遊動孢子和其他動物一樣具備自我生存結構，不過它們並沒有選擇獨立生存，而是與其他遊動孢子緊密連接，成為了群居動物。
奇特的生存方式
儘管和珊瑚等群居生物有著如此多的相似性，管水母仍然與它們有著兩個重要區別。第一就是管水母的遊動孢子會特異性地具備一種功能，不同的遊動孢子會被賦予不同的特性，
當它們獲得一種功能後，將失去執行其他功能的能力。比如，有一些遊動孢子會演變成泳鍾，它們能規則地排列在管水母頂端，靠著肌肉節律收縮推動管水母進行移動，但這些遊動孢子只能執行這單一功能；而具備捕食功能的遊動孢子，則會有細長的觸手，負責捕捉食物並送進管水母體內交由另一類虹吸管個體進行營養攝取，後面兩種遊動孢子就只有這兩種功能，不能提供遊動能力。
早在2005年，耶魯大學的生態學家Casey W. Dunn就根據管水母的組織水平和特性將它分成了兩個亞目——Cystonectae和Codonophora。相對來說，Cystonectae發育過程和其他的管水母不同，並且機制也不太清楚，已知屬於該種屬的管水母只有5類。而Codonophora就屬於常見的管水母了，這種聚集動物能分成明顯的兩個生長區域，兩個區域都能在生命歷程中通過出芽過程形成新的遊動孢子。其中一個生長區域被稱作泳體區（Nectosomal），主要負責產生泳鍾；另一個則被稱作管水母下體區（Siphosomal），這個部分要更加複雜，其中的遊動孢子能蘊含更多的功能，比如捕食、繁殖和保護。
管水母另外不同於其他物種的地方就是，這些特殊的遊動孢子會有固定的排列方式，並且在同一種屬中都是一樣的，但是物種間卻可能有不同的排列方式。在這種情況下，每個具有獨立生存能力的遊動孢子一起形成了更加複雜的生命體，也就是管水母。
個體的定義
當然，這種生物除了長度上非常長，也讓生物學家看到了個體定義的複雜性。因為管水母的每一個遊動孢子都來自最初的受精卵，它們本身就已經是多細胞生命體，並且特性和科學界定義的其他動物一樣。那麼我們該稱遊動孢子是一個生命體，還是整個管水母為一個生命體呢？
生命在漫長的演化史中，演化出了腸胃來消化食物，肺部來進行呼吸，腎臟來進行泌尿和過濾廢物。我們通過精妙的方式讓細胞組裝成了我們所需要的器官來工作，而管水母不一樣，它從頭至尾就依靠一個受精卵不斷克隆而來，最終不同的克隆體有了不同的功能。“因此，是管水母自己將自己變成了器官。”布朗大學的Stefan Siebert表示，他是這次研究團隊的一員。這就好比說，你的肝臟宣佈獨立稱：“我”是一個獨立的生命體，只是“我”哪裡都去不了。
而想要回答個體是什麼這個問題，也因為管水母變得更加複雜。當我們把個體這一概念拆開，分成環境個體、行為個體和演化個體時，管水母也有著不同的答案，從環境個體來說，判斷其是不是一個個體的標準其能否獨立地進行捕食，這一點上來說，管水母是生命個體；而管水母的功能區分，有著獨立的行為，因此行為上管水母也是個體。
管水母。圖片來源：monterey bay aquarium
但從演化上來說，所有的遊動孢子都有著相同的基因，而且有著一個克隆源頭，並且幾乎是同時生存同時死亡的，因此管水母確實是個體的基礎，只是演化讓它形成了這樣的生存模式。不過，如果我們在演化樹上尋找這些遊動孢子的根源，就會發現它們在其他物種就相當於水螅體，
而水螅體在其他物種中是能獨立生存的，也能被稱作生命個體，因此演化上來說，遊動孢子也能被稱作生命個體。“不僅是個體問題，群居問題也變得複雜，”Siebert表示，“既然管水母是群居性動物，那我們也可以說是由單細胞組成的群居性動物，”在他看來，這個問題需要對動物演化研究得足夠透徹才能解釋的清楚，現在只能說管水母應該算得上個體中的個體。
當然，這也不是該研究團隊第一次下海探索珍奇物種了。在澳大利亞南部海岸附近有著許多至今沒有人勘探的海底峽谷。早在今年3月，他們就通過水下機器人對其中三個大峽谷進行了勘探，在這片水下既有生機勃勃的珊瑚群，也有著已經死去的灰白珊瑚墳墓。
研究團隊發現的珊瑚墳墓
在這片連接著南極海域、印度洋和太平洋的海域，也是對氣候變化最敏感的區域，在海洋下的峽谷一直迎接著變暖的南極海水的第一波衝擊。而其中各異的生物和這些生物墳墓和寶藏也講述著遙遠過去和眼下發生的演化事件。除了長度驚人的管水母，在這裡，未來必定還將有更多動物將向我們展示地球生命的神奇和絕妙。
有關管水母的更多信息，可參考以下文獻：
https://anatomypubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/dvdy.20483
世界上唯一實現了完全一夫一妻的動物，竟然是這樣的形態
硬核大叔用橡皮筋做冰箱，擼幾下啤酒就涼了
把科學帶回家
ID：steamforkids
“把科學帶回家”所有
轉載請聯繫 [email protected]
閱讀更多 萬物雜誌 的文章
