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海参排脏的好处

已有 7692 次阅读 2008-12-14 22:36 |个人分类:科普相关|系统分类:科普集锦| 渗透压, 排脏, 夏眠, 刺参

       据了解,棘皮动物海参类的排脏以及随之进行的再生是一种引人注目的行为,通常情况下排脏后不会引起海参的死亡,并在很短的时间内再生出完整的内脏。利用电 子显微镜和分子技术对排脏后海参组织再生的过程和机理进行了很多研究,结果无一例外地表明再生是从口和肛门处的肠系膜细胞分裂开始的,与此同时,体腔上皮 细胞也参与了肠道组织的发育(Mashanov, 2005),对常见的刺参Apostichpus japonicus来说,外界条件适宜的情况下,只用一个多月时间便可重新生出完整活力的内脏来。
   海参为什么会进行如此奇异的行为,这些行为又对其生存有什么意义?这些都是很少讨论的话题,为了更为直观的了解这个话题,首先让我们先了解一下排脏的有关内容吧。
   排脏是一种季节性的和外因诱导下的强应激行为。前者主要发生在高温或者多雨性的季节,后者主要发生在受机械性刺激或遭遇到不利环境如海水污染、水温升高 或敌害时;排脏时身体强力收缩,迫使内脏从肛门或体壁裂口排出,以便自卫或者避敌。排脏也有可能是寄生虫刺激所致,寄生虫卵通过排出内脏分散到外界环境 中,再传染给其它海参。当刺激或不利环境消除后,排去的内脏又能再生出来。Byrne (1985) 报告了在真五角瓜参Eupentacta quinquesemita 中存在季节性的排脏行为。在辐肛参Actinopyga agassizi 也存在这一现象 (Mosher 1965)。由于捕食作用,排脏在自然环境中也是存在的。排脏可以吸引捕食者的注意力,借机让海参逃避敌害。在许多海参中都发现了季节性的排脏现 象,Swan (1961) 在Friday Harbor的研究表明,秋季收集的81只红海参Parastichopus californicus中有49只内脏不完整,而在冬天收集的70只红海参的内脏全部保持完整。
   海参为什么会排脏呢?神奇的大自然没有给我们现成的答案,我们也可能永远不能理解这一奇异的行为;不过不断探索是人类的天性,利用现有的资料,我们可以得出以下一些结论。
    第一,排脏有利于海参调节渗透压,应对盐度的变化。海参没有专门的排泄器官,据推测,只有波里氏囊polian vesicle有部分的排泄作用,而且是通过游离在体腔液中的棕色体brown body来进行 (Jangoux, 1982),因此海参调节渗透压的能力非常弱;海参是严格的狭盐种,在淡咸水和陆地淡水域中鲜见其踪影。美国大西洋沿岸分布的红海参P. californicus排脏大多发生在秋季,正是当地多雨的季节,排脏可以增强对多雨导致的海水盐度降低的抵抗力。排脏的红海参个体比完整个体更快地适 应低盐度的环境。Fankboner(2002)对P. californicus的研究表明,红海参主要通过排脏以减小体表面积和体重来应对渗透压调节带来的压力,表现在体重上,排脏个体体重增加15.3%, 而完整个体体重增加29.5%,大约是前者的两倍,毫无疑问的,这是由于完整个体的内脏和呼吸树为适应低盐度环境,而导致体重明显的增加。
   其次,防止身体代谢过快。海参类的内脏含有丰富的营养成分,代谢活跃,消耗大量能量,排脏可以减小机体的代谢率,尤其在夏季的高温季节。相类似的,处于夏 眠期间的刺参A. japonicus消化道萎缩,停止摄食,代谢率(耗氧率和排氨率)明显降低(Yang, 2006)。
   最后,修复受损的内脏。寄生在红海参P. californicus体内的扁形动物涡虫类Ozametra sp.和 Anoplodium hymanae可以摄取内脏和体腔液细胞,排脏后,海参可以重新长出一个新的内脏以取代受损的内脏(Shinn,1990)。伴随着内脏的排出,寄生的腹 足动物,线虫和原生动物以及它们的卵也随之排出。Lutzen(1979)指出这种方式对海参和寄生性腹足类Enteroxenos bonnevie来说都有好处,因为后者可以据此扩散到其它海参体内。
   综上所述,海参的排脏是一个复杂的生理过程,与其生存环境密切相关,对海参的生存具有重要的意义。海参排脏内在调控机理的研究,目前尚无报道。进一步的研 究应当从激素或神经递质的调控以及基因差异表达角度出发,只有这样,我们才能真正地理解排脏这种奇妙的现象。

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