海绵移动留下的痕迹(图片来源:AWI OFOBS team, PS101)
在永久冰封的极寒之地,平静的海面之下散发出丝丝“血腥”气息。只见深深插入土壤里的骨针,“咔嚓”一声碎裂开来。骨针碎片撕扯下部分身体组织,静静地落在不远处。没有丝毫犹豫,它又迈出了下一步,用另一根骨针拉扯着自己前进,而它身后无数的骨针碎片已经拖出了长长的褐色痕迹。这不是种群间的斗争,也不是为争夺配偶而争斗。这只是一只海绵,为了行走必须付出的代价。
撰文 | 洪艺瑞
审校 | 吴非
在动物世界,“行走”这件事可以说是各具特色,精彩纷呈。我们的祖先用了数百万年学会直立行走;蜗牛身后拖着长长的银色轨迹,以每分钟8 厘米的速度负重前行……在走路这件事情上,生物的尺寸与行走能力并不成比例。小小的细菌在1秒内就能跑出自己身长的60~100倍;而令人望之生畏的霸王龙,即使拥有12米长的壮硕身材,1秒内也只能移动1.2米。
在为走路而各显神通的生物中,海绵是个奇葩的存在。新生的海绵尚且可以随着水流游动,而成年海绵则牢牢地附着在岩石等表面上,一动不动。以至于直到1755年,科学家发现海绵周围的水流会发生改变,同时海绵中央腔的直径也会变化,他们这才恍然大悟:原来海绵是动物,而非植物。尽管如此,科学家还从未在自然界中观察到成年海绵的移动。近日,发表在《当代生物学》上的一篇研究首次揭示:生活在北极深海的海绵不仅会行走,而且每走一步,就掉一块肉!
令人震惊的发现
2016年,德国破冰船“极星号”(Polarstern)正在北极执行探索任务。科学家在一个遥控的潜水机器人上装备了摄像头,来观测位于永久冰封区的一座名为Langseth的海底山脊。当摄像头来到580~1000米深的海域时,研究人员惊奇地发现,山脊上密密麻麻长满了海绵。进一步观测发现,这些海绵主要包含3个物种,分别是钵海绵属的Geodia parva、Geodia hentscheli ,以及星芒海绵属的Stelletta rhaphidophora。
此次发现海绵的地点为北纬86°左右,而在此之前,最接近北极的海绵发现地点不过是北纬76°。尽管研究人员想过可能会在这里找到海绵,但没有想到数量会如此之多。研究的共同作者,来自德国阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所的深海生态学家奥坦·珀泽(Autun Purser)感叹道:“即使是在北极的永久浮冰之下,海绵也可以繁茂地生长。”
海绵移动留下的痕迹(图片来源:原始论文)
更令人惊奇的是,研究团队在分析获得的影像资料时,发现在70%的海绵照片中都出现了高数厘米、长数米的棕色痕迹。尤其在海绵较少的地方,海床上原本的沉积物和有机物残骸较少,因此可以清晰地看到,棕色痕迹纵横交错地分布在海床上。研究人员发现,这些棕色痕迹其实是海绵的骨针,也就是海绵的支撑结构,有些骨针上还附着少量的海绵组织。顺着这些痕迹,研究人员发现,有些骨针甚至直接与海绵的底部或侧面相连。这表明这些骨针可能是海绵在移动过程中留下的。
海绵会移动吗?
这是一项令人震惊的发现。珀泽表示:“我们没想过会发现如此多的海绵,更没有想过,这些海绵竟然还能够移动。”这也是科学家首次在自然条件下观测到海绵的移动。
在此前的研究中,研究者曾经在实验室条件下观察到海绵的运动。1988年,来自北卡罗来纳大学教堂山分校的生物学家卡尔霍恩·邦德(Calhoun Bond)和艾伯特·哈里斯(Albert Harris)发现,荔枝海绵属的Tethya actinia可以在玻璃、塑料和橡胶上移动,其速度最高为每小时160微米(相当于每天4毫米)。尽管海绵没有肌肉,也没有专门的运动器官,但它们可以在外界环境的刺激下,通过收缩或舒张身体往前移动。这种荔枝海绵就是如此,它们会先把长长的骨针插到基质中,然后以骨针作为支点,向前拉动自己的身体。之后,海绵将上演一出“过河拆桥”的桥段:因压力而破碎的骨针会被海绵无情地丢弃,成为海绵身后的一道痕迹。