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深海里有一种动物,住在自己的一米大“鼻涕”房子里

S
skeujam
skeujam鸡翅
发布于 3 weeks ago· 最后编辑于 3 weeks ago
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在海面以下几百米,阳光已经很弱。

一只只有几厘米长的小动物悬浮在水中,身体周围包着一团几乎透明的巨大结构。远远看去,它像躲在一只幽灵般的气囊里。

这团结构最大的尺度可以接近 1 米。

材料也很特别。

它主要由动物自己分泌的黏液构成。
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这种动物叫做巨型尾海鞘(giant larvacean),属于尾海鞘纲。2020 年,蒙特雷湾水族馆研究所的 Kakani Katija 等人在 Nature 发表研究,利用水下机器人和激光扫描,第一次把这种巨大“黏液房屋”内部的三维结构清楚地还原出来。

一只几厘米长的动物,造出一米大的房子

普通尾海鞘通常不到 1 厘米,巨型种类的体长可以达到约 10 厘米。

它们身体很小,住所却大得惊人。

研究论文提到,巨型尾海鞘 Bathochordaeus 的黏液结构最大尺寸可以达到约 1 米。在蒙特雷湾生活着 B. charon、B. stygius 和 B. mcnutti 等几种巨型尾海鞘。

这座“房子”还有两层。

外面是一层尺寸很大的粗网状外屋。

里面包着结构更加复杂的内屋。

内屋里还有进水通道、过滤器、尾室、供水通道、食物浓缩过滤器、排水通道,甚至存在类似阀门和小腔室的结构。

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三维模型看起来很像一台透明的生物机器。

一只动物待在中央,周围环绕着弯曲的管道、过滤区域和腔室。

尾巴就是水泵

巨型尾海鞘住进去以后,会不断摆动尾巴。

尾巴产生水流,把周围海水吸进黏液房屋。

海水首先经过外层结构,再进入内屋的两个进水通道。随后流入尾室,经过供水通道,到达食物浓缩过滤器。过滤后的水继续排出,水里的微小颗粒则逐渐集中到动物嘴边。

整个过程有点像:

水泵 + 前置滤网 + 精细过滤器 + 输送管道。

尾海鞘自己提供动力。

黏液房屋完成过滤。

这种过滤系统可以处理非常细小的食物颗粒。尾海鞘能够摄食从细菌到微型浮游生物尺度的颗粒,对海洋食物网产生重要影响。

科学家以前很难看清这座房子

这类结构透明、柔软、极其脆弱。

传统拖网把动物捞上来时,黏液房屋往往早已破碎。科学家过去甚至经常只能得到动物本体,很难看到完整建筑。

巨型尾海鞘与这种巨大黏液结构之间的关系,也是在人类开始使用潜水器进行原位观察后才逐渐确认。

这次研究采用了一套叫 DeepPIV 的激光成像系统。

研究人员把它安装在遥控潜水器 MiniROV 上。

激光形成一张很薄的“光片”,缓慢扫过透明黏液。每扫过一层,就获得一个截面。

许多截面叠在一起,最后可以重建出完整的三维结构。

2015 年,研究团队在美国加州蒙特雷湾进行了 13 次潜水器作业,在约 100—400 米深度观察了 71 只 Bathochordaeus,其中部分个体被用于三维重建。

这团黏液还能帮它“隐身”

房屋还有一项很有意思的作用:降低捕食者发现它的机会。

很多鱼类可以利用侧线系统感受水中的细微振动。

一只动物持续摆尾,本来很容易制造明显的水动力信号。

巨大的外层黏液网会把这股水流扩散到非常大的面积。

研究人员估算,水流穿过外屋以后,局部流速可以降低到尾部泵水速度的约 1/3300 到 1/5800。

对依靠水流变化寻找猎物的捕食者来说,这相当于给尾海鞘套上了一层水动力“隐身衣”。

黏液外屋还能形成一道物理屏障,降低水母、管水母等带刺细胞捕食者直接接触尾海鞘的机会。

这么复杂的房子,大约一天就换一次

更夸张的地方来了。

如此复杂的建筑并不耐用。

研究估计,巨型尾海鞘大约每天都会重新生成一座黏液房屋。旧房屋堵塞、损坏以后,就会被放弃。

它们造房子的方式也很特别。

蜘蛛织网需要一根丝一根丝地搭。

尾海鞘会先一次性分泌出压缩状态的黏液结构,再把它充展开来。研究人员至今仍在研究,这么复杂的管道、过滤器和腔室,究竟怎样预先折叠在一个很小的结构里。

一座精密的过滤建筑,寿命可能只有一两天。

然后整栋房子被抛弃。

被扔掉的“房子”,还会把碳送向深海

废弃的黏液结构会粘住大量有机颗粒。

失去动物以后,这些黏液团逐渐下沉。

论文指出,巨型尾海鞘是海洋生物泵中的重要参与者,它们产生的黏液房屋能够参与深海碳循环。

于是,一个很小的过程被接入了全球尺度的物质循环:

尾海鞘摆动尾巴;

海水穿过黏液过滤系统;

食物颗粒被截留下来;

房屋逐渐堵塞;

动物抛弃旧屋;

黏液携带有机物向深海下沉。

在几百米深的昏暗海水里,一只几厘米长的小动物不断建造、使用、丢弃自己的透明房屋。

这些短命的“黏液建筑”,最后还可能成为把碳从上层海洋运往深处的一部分通道。


论文:

Katija, K. et al. Revealing enigmatic mucus structures in the deep sea using DeepPIV. Nature 583, 78–82 (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2345-2.[/reply]

2 条评论

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9909980
9909980鸡腿#1F3 weeks ago

水母?

J
James
James凤凰3 weeks ago

水母很大的

S
skeujam
skeujam鸡翅3 weeks ago

水母也有很小的,小到指甲盖

Y
yorushika
yorushika鸡肉#2F3 weeks ago

Siphonophore

S
skeujam
skeujam鸡翅3 weeks ago

很快看到答案了吧 🤫

Y
yorushika
yorushika鸡肉3 weeks ago

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