我们判断一种生命体属于哪一个物种?往往都是从外形上进行判断,比如哺乳动物都有四肢,鸟类则是两肢,但还有一对翅膀,这都是有物种的基因特征决定的。但是如果用这样的标准去判断星状海葵,那就会出现失误闹笑话了。

近日,《自然-通讯》杂志上发表了一篇关于星状海葵的神奇触手的文章。星状海葵是一种对环境有着极强适应能力的水生刺胞动物,生活在浅海的海底,以水中的浮游生物和有机物残渣为食,在它的一生中,几乎时刻都在觅食,输再多也是来者不拒,堪称大海中的“贪吃鬼”。奇怪的是,这种海葵的触手数量不一样,少的有4只,多的却可达24只,早先的时候人们以为它们不是一种海葵,而是触手数量相同的是一种海葵,但是后来生物学家研究发现它们其实是一种海葵,但并不了解它们为什么触手数量并不一致。新研究称这种动物的肢体(触手)数量不由基因决定,而是由它们吃了多少食物决定。

为了找到星状海葵这种生理现象的原因,一群研究者在实验室中培养了1000多个正在成长的星状海葵,它们在喂养时注意到一个有趣的现象,就是星状海葵的触手数目的增加,与食物的摄入之间存在关联。就是说这种“贪吃鬼”为了争食可以把手多长几只。

他们发现给星状海葵喂养更多食物,那么它们的触手就会长出新的来,而且速度很快,有的能在几天之内就长出新的成对的触手,如果人类也能这样,那么长成三头六臂,也就不是神话了。但当喂养速度减慢时,星状海葵触手的生长就会随之减缓或停止,甚至会变短或消失。

怎么会出现这种现象呢?是什么因素在控制星状海葵触手的生长呢?研究人员发现,星状海葵较小时有4根触手,如果生存环境中食物很少,这4根触手足够使用,那么它很可能将不再生长其它的触手,但是如果环境中食物很丰富,或者环境中的食物突然变得丰富,那么在其原有的触手之间就会长出新的触手,以利用它们攫取更多的食物,通常只需5天时间,它就能长成一对新的触手,研究者还发现,其最多可以长出24只触手,是其最早期的4只触手数量的6倍,或者说它为了争食多长出了20只手。

研究者们还从星状海葵的肌肉细胞中识别出了负责最初的4个触手生长的基因,并将这种基因移除,结果发现被移除了关键基因的星状海葵只能长出前4个触手,即便是食物再丰富也无法再长出更多的触手。这说明星状海葵的触手生长的确是受其基因控制的。

在星状海葵生长新的触手之时,研究者们还发现它拥有一种细胞信号通路,当摄入的营养足够丰富时,这种细胞信号通路就会激发生长新触手的信号,也就是说星状海葵食物的丰富度可以与发育过程联系起来,如果将这种信号通路阻断的话,那么它也就不能再生长新的触手了。

星状海葵是生物学家们迄今为止发现的第一种以这种机制生长触手的物种,而这也是一个新发现,说明海葵等物种的生存需要不断地调整自己的身体以适应不断变化的环境条件,而其触手的不断生长,也需要复杂的基因干预才能做到。不过关于海葵究竟是如何调整其生物学特性的问题,还需要研究者进一步探索。

参考资料:

《科技日报》9月10日文章《大海里这种小动物,吃多了真的会多长几只手》