2024-05-02 17:10

海洋海绵会“打喷嚏”以排出废物

Coral reef wall with Spo<em></em>nge (Aplysina archeri)

一个好的喷嚏几乎可以改变生活。这种相对剧烈的反应会用力清除粘液、水和污染物,通常会使呼吸更容易。

研究人员发现,海绵也会“打喷嚏”,以疏通其内部的废物过滤系统。作为现存最古老的多细胞生物,海绵在水生生态系统中运输营养物质方面发挥着关键作用。打喷嚏可以帮助它们打开从水中获取营养的系统。

在此之前,科学家们通常认为海绵是通过体内专门的开口来排泄废物的。

“最大的问题是:海绵废物排泄在哪里?该研究的作者、埃德蒙顿阿尔伯塔大学的生物学教授萨利·莱伊告诉Treehugger说:“海绵会过滤很多水,产生很多废物。”

“通常情况下,你会认为废物应该从排水的一个大开口(osculum)中排出,但当(我的合著者)观察时,他们没有发现太多废物从osculum中排出。”

研究打喷嚏的行为

为了更仔细地观察,研究人员制作了加勒比管状海绵Aplysina archeri和印度太平洋种Chelonaplysilla的延时视频。他们在水箱和水下填充海绵的表面。

莱伊说:“然后图像序列可以更快地回放,这样很长时间的缓慢行为就很容易被看到。”“颗粒可以在图像上追踪到它们去了哪里,这表明,颗粒实际上非常缓慢而稳定地与正常的输入电流相反,它们通过沿着几乎看不见的粘液的高速公路流动来做到这一点。”

视频显示,黏液在海绵表面聚集。然后,偶尔,海绵会收缩,把充满废物的粘液推到水里。

阿姆斯特丹大学海洋生物学家、该论文的资深作者贾斯帕·德·戈伊在一份声明中说:“我们的数据表明,打喷嚏是海绵为保持自身清洁而进化的一种适应性。”

“我们要清楚:海绵不会像人类那样打喷嚏。用海绵打一个喷嚏需要半个小时才能打完。但海绵和人类打喷嚏都是一种废物处理机制。”

这项研究结果发表在《当代生物学》杂志上。

晚餐吃鱼

虽然排出的黏液对海绵来说是废物,但周围的鱼经常会以喷嚏赶走的黏液为食。

“我们还观察到鱼和其他动物以海绵粘液为食物,”该研究的第一作者、博士研究员尼克拉斯·科恩德(Niklas Kornder)说。“一些有机物存在于珊瑚礁周围的水中,但大多数有机物的浓度不足以供其他动物食用。海绵将这种物质转化为可食用的粘液。”

正是这些能力让研究团队对海绵如此感兴趣。

“对我来说,我对海绵如何协调行为很感兴趣,”莱伊说。“它们有很多行为——抽搐、畏缩和完全收缩——但没有神经系统,也没有太多的肌肉系统。他们是如何协调行为的?贾斯珀的团队着迷于海绵在它们生活的许多栖息地中在重新分配食物方面发挥的巨大作用。”

研究结果强调了海绵及其对生态系统的影响。它们排出的废物量是其他动物的重要食物来源。

莱伊说:“这凸显了海绵在生态系统中的重要性,它们将食物(碳/颗粒)从水柱运输到海洋/湖底,在那里其他动物可以吃这些食物。”

同样不可思议的是,海绵a)可以产生这么多粘液,b)并在如此美丽的粘液高速公路上稳定地移动粘液,c)海绵知道什么时候在一个点积累了足够多的颗粒废物,然后打喷嚏。当然……它是如何协调打喷嚏的?这么酷的发现和这么多的问题。”