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这种水母的毒液鼻涕帮助它们在没有触手的情况下蜇人

几十年来,人们一直无法解释为什么游过倒立水母会让皮肤感到疼痛。科学家们终于揭开了这个秘密。

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倒立水母(Cassiopea)会释放出有毒粘液云,可能导致令人发痒的蜇伤。图片来源:Allen Collins 和 Cheryl Ames

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如果你以研究有毒水母为生,你就会知道如何采取安全预防措施。你会穿着防护装备潜入海洋,并知道要避开沾满毒液的触手。

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然而,有一次与水母的痛苦遭遇总是让海洋生物学家 Cheryl Ames 措手不及。这位来自东北大学的研究员发现,如果她在倒立水母——一种将头倒立在海草或红树林地上的水母——上方游泳,她就会开始感到一种刺痛、发痒的感觉。

“你暴露在其中的时间越长,就会感觉‘好吧,这真的很不舒服’,‘该出水了’,”她说。

Ames 问其他海洋生物学家是否经历过类似的情况。他们确实经历过——并且还观察到一种漂浮在水母上方的鼻涕状物质,似乎是灼伤的来源。于是,Ames 和她的两位暑期实习生只是出于好玩,开始研究这种蜇人的粘液。当团队将一些黏液放到显微镜下时,“我们都惊得目瞪口呆,”Ames 说。

这里显微镜下看到的是倒立水母粘液中的微小颗粒——称作“cassiosomes”。(图片来源:Cheryl Ames 和 Anna Klompen)

Cheryl Ames 和 Anna Klompen

团队看到了粘液中快速移动的、爆米花形状的小颗粒。Ames 说,它们会撞击一种叫做丰年虾的微小海洋生物,杀死它们,然后像微型 Roomba 一样继续寻找下一个。经过多次检查、解剖、成像技术和 DNA 分析后,团队对这些弹珠状颗粒是什么以及它们在做什么有了一个大致的了解。

这些被称为“cassiosomes”的致命团块,是由倒立水母 *Cassiopea* 产生的、由活的细胞组成的、具有蜇人能力的球体。该动物在以微小虾为食时,会释放出含有这些有毒颗粒的粘液团。正如在一篇周四发表在《Nature Communications Biology》上的新报告中所述,这项研究解开了潜水员们普遍存在的困惑——并且成为了 Ames 所称的她职业生涯中最迷人的发现之一。

毒液的爆发

Ames 说,科学家们早在一百多年前就曾记载过这种奇怪的蜇人粘液。尽管许多人认为粘液中游动的球体是寄生虫或其他生物,但 Ames 和她的团队前往佛罗里达州红树林中的倒立水母进行近距离检查。

Ames 说,从本质上讲,每个球体都由中胶构成,这是构成水母身体的相同胶状物质。Cassiosomes 的胶状核心包裹着带有微小毛发的细胞,这些毛发会摆动以推动球体移动。其他带有毒性蛋白质的细胞也覆盖在其表面,并负责对人类造成蜇伤,对微小虾造成死亡。

与普遍看法相反,DNA 分析表明,这些具有蜇人能力的“手榴弹”是由水母自身产生的。虽然 *Cassiopea* 没有长长的触手,但它确实有短而有褶皱的、在水中搏动的腕足。这些微小腕足上的凹陷会产生数千个杀死虾的囊泡。

Ames 说,其中一个囊泡的内部质地“就像用勺子舀起一大勺粗粒砂糖”。当水母察觉到干扰时,它们会释放出粘液幕,捕获各种生命,从海绵碎片到藻类。

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粘液问题

毒液粘液发射后会发生什么,目前仍然是个谜。团队推测这些黏液具有消化功能,因为喂给水母的虾会在粘液中消失,但他们尚未对材料进行测试以确定。他们还推测水母会发射毒液以补充它们的饮食——Ames 说,它们主要依靠体内藻类的光合作用为生。但这些藻类也出现在毒球本身中,团队尚不清楚它们的作用。

目前,Ames 对研究团队能够解答海洋中的一个长期谜团感到高兴。现在,游泳者、潜水员和水族馆工作人员将有科学依据谨慎对待这些otherwise温顺的水母。

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“提前知道有一个科学解释,而不是自己多想,这很好,”Ames 说。

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