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去年五月的最后一天,中国新闻网编译了一则国际新闻,说在深海发现了迄今已知最大的海绵。这则新闻被各个网站迅速转载,标题也逐渐加上了“大如货车”、“惊现”之类的字眼,煞是博人眼球。相信很多人会奇怪,海绵难道不是漂在浴缸里的玩意儿,怎么沉到了海底?也许还有人立即忧心忡忡:现在环境破坏得太厉害,这么大的海绵都丢到海里去!
殊不知,此绵非彼绵。我们日常生活里看到的,都是模仿海绵结构的人造品,天然海绵是一种海洋底栖动物。
“运动”似乎是动物的标配,但底栖动物确实很少移动,比如藤壶死死地吸附在潮间带的岩石上,贻贝用坚韧的足丝牢牢地锚定自己,珊瑚虫则招展地粘附在自己分泌的石灰质基座里。海绵是比它们还要原始的动物,它们大部分附着在坚硬的水底岩石上,少数种类会用一个柄状结构固定在软质的水底。说它们是动物,是因为它们的细胞没有细胞壁,是因为它们能摄取并消化较大的有机颗粒,以此获得生长所需的物质和能量。
说海绵原始,既因为它非常古老,起源不晚于5亿年前的寒武纪,更因为它的结构非常简单,简单到虽然是多细胞生物,却没有组织和器官分化。想象一下,我们用一张纸卷成一个纸筒,下面粘到桌子上,这就是最简单的海绵结构。海绵的“那张纸”由两层细胞和中间夹的中胶层构成,“纸”上有密密麻麻的小孔,这样水就能从“纸筒”外面,通过这些小孔,流到“纸筒”里面,再向上,从上端的开口流出去。水之所以能流动,是因为那两层细胞里有大量的领细胞。那些细胞朝向水流的一侧,有像衣领一样的突起,突起的中间伸出一根鞭毛,所有鞭毛的协力摆动便推动水流。水流带来了氧和食物颗粒,也带走了细胞的代谢废物。海绵身体的每个细胞就这样独立地通过水流取食、呼吸、排泄,甚至生殖时释放的精子也交由水流去传递。水的流动对海绵至关重要。海绵之所以能立在水底,除了水的浮力之外,那层“纸”中夹的中胶层至关重要,那里面有石灰质或硅质的骨针,还有蛋白质性质的海绵丝,这些骨针和海绵丝让海绵具有的一定的硬度、韧性和弹性,甚至足以在漫长的地质变化中形成化石。中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员的课题组就曾在我国贵州发现过一枚6亿年前的原始海绵动物化石,研究结果发表在美国科学院院报上,一时间引起轰动。
我们继续想象,如果我们把那个纸筒压扁、团皱,如果我们足够小心,让纸团里面的沟槽有一定的规律,而又各不相同,不同的团法就形成了不同种类的海绵,大小各异,形状及其规则程度也千差万别。当然,沟槽复杂程度不同的海绵,中胶层里的骨针和海绵丝的成分、形状、数量也各不相同。在科学家的孜孜努力下,目前已经记录并分类的海绵不下9000种,其中约400种属于六放海绵纲,主要分布于一百米以下的浅海,附着在硬质表面上; 约500种属于钙质海绵纲,分布于深海的软泥上; 其余被归类在寻常海绵纲,这类海绵分布广泛,从潮间带一直到8840m的深海都可以找到,当然这其中还有150种左右生活在淡水里。
大部分海绵以弥散在水流中的有机碎屑为食,但生活在深海的种类,可能因为有机物贫乏,具有主动捕食的能力,捉取躲藏在它水沟里的其它动物的微型幼体。也有一些藻类会共生在海绵细胞之间甚至细胞内部,通过光合作用为海绵提供能量。也正因为如此,海绵会因为共生藻类色素的不同,呈现五彩斑斓的颜色。
人造海绵能用来干什么,天然海绵就有什么用途:做舒服的垫子、外科手术时用来吸取液体、用于浴室和厨房的清洁等等。大约1950年左右,由于过度捕捞,天然海绵已经没有经济利用的价值,人造海绵这才应运而生。
海绵与珊瑚一起,封固了浅海底面,减缓了海浪对海岸的冲刷,保护了陆地。它们个体之间以及个体的水沟系里,为各种小型动物提供了隐蔽的空间,对于维系海底高水平的生物多样性具有独特作用。对于人类来说,它的生态效益远大于直接利用带来的好处。
海绵所有的细胞都直接暴露在水里,对水质变化十分敏感。它生活的地方,水质要特别清澈,否则细小的水沟系统就会被阻塞,它的生命就会中止。这次在夏威夷2117米的深海发现巨型海绵,当然是个好消息。但我们更愿意在淡水里、在浅海岸看到海绵。那说明什么,不言而喻。
一些参考:
中新网:http://www.chinanews.com/gj/2016/05-31/7888696.shtml
大概原始出处:http://abcnews.go.com/Technology/wireStory/study-scientists-document-worlds-largest-sponge-39439479
NOAA自己的报道:http://www.noaa.gov/scientists-discover-largest-sponge-known-during-deep-sea-exploration
原始文献:http://link.springer.com/article/10.1007/s12526-016-0508-z
NOAA发布的照片
一种淡水海绵
来源:https://www.offset.com/photos/459762
电镜下海绵的骨针
来源:https://www.thinkable.org/submission_entries/V972b08L
本文经编辑校定后发表于《中国科学报》 (2016-07-22 第3版 科普 自然可说),此处是有修改的原稿。
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