動(dòng)物也能返老還童

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種名叫道恩燈塔的水母，它們竟然顛倒了生命的周期。正常情況下，道恩燈塔水母按出生、繁殖、死亡的順序度過(guò)一生。但當(dāng)它們?cè)谑澄飬T乏、生活拮據(jù)時(shí)，便會(huì)勒緊腰帶、縮食瘦身，直至回到幼年固著的狀態(tài)，再次成為吸附在海底其他生物上的水螅。此后，這些水螅會(huì)再次分化成無(wú)數(shù)的小水母，周而復(fù)始、生生不息!事實(shí)上，很多水母的一生都要經(jīng)歷固著和自由這兩個(gè)階段。道恩燈塔是迄今已知的唯一能夠在性成熟后重返幼年時(shí)期的多細(xì)胞生物。

無(wú)聲擴(kuò)張

這種半透明的水母生活在太平洋及大西洋水域，體型小得幾乎無(wú)法辨認(rèn)，即便是成年個(gè)體也不過(guò)指甲蓋大小。身為刺胞動(dòng)物門(mén)中一員，它們幾毫米的軀體內(nèi)備足了刺細(xì)胞。不過(guò)，你可不要指望通過(guò)道恩燈塔水母的蜇刺覺(jué)察到它們的存在，由于太小，它們的刺細(xì)胞對(duì)人類(lèi)并不會(huì)造成危害。可低調(diào)的道恩燈塔水母似乎嫌自己隱蔽得還不夠，還會(huì)根據(jù)所處的水域改變自身形態(tài)：在熱帶水域，它們有8只觸手，而在溫帶水域則有24只甚至更多。這個(gè)戲法使人們很難意識(shí)到它們?cè)诟鞔笱蟮难杆贁U(kuò)張。

道恩燈塔水母本身不具備侵略性。然而，1883年首次在地中海獲得記載的道恩燈塔水母并不是一種普通的水母。上世紀(jì)90年代，科學(xué)家們便認(rèn)識(shí)到，這種膠質(zhì)低級(jí)生物擁有一種不可思議的能力：它們居然能夠返老還童!這在動(dòng)物界中可謂獨(dú)一無(wú)二。道恩燈塔水母可以通過(guò)變形，重返幼年階段，然后重新開(kāi)始生命過(guò)程，再次變老。這好比蝴蝶為了避免死亡而突然化身為蛹，從而獲得第二次生命。道恩燈塔水母能夠隨心所欲地重復(fù)這樣的奇跡，依靠這無(wú)與倫比的天賦，盡管其確切機(jī)制還是個(gè)謎。道恩燈塔水母已悄然攻占了整個(gè)地球，而我們幾乎還被蒙在鼓里。

美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的生物學(xué)專(zhuān)家瑪利亞也是偶然才發(fā)現(xiàn)了道恩燈塔水母在全球的擴(kuò)張。這位水螅蟲(chóng)綱(水母所在的分類(lèi))專(zhuān)家一直對(duì)燈塔水母的種系發(fā)生史感興趣，她試圖通過(guò)研究各種燈塔水母的基因組，勾勒出它們的演化歷程，從而了解它們之間的親緣關(guān)系。為此，瑪利亞致力于研究線粒體基因，這是物種識(shí)別時(shí)常用的一種手段。她在世界各地提取了多組燈塔水母樣本，對(duì)它們的線粒體基因做了比較，結(jié)果令人大跌眼鏡。無(wú)論是日本南部還是北部，意大利還是西班牙，新西蘭還是羅馬尼亞，美國(guó)東部還是巴拿馬的北海岸，所有水域燈塔水母的線粒體基因都完全一致。也就是說(shuō)，盡管這些燈塔水母外形不同，生活區(qū)域也相隔十萬(wàn)八千里，但它們卻同屬于一類(lèi)，它們都是道恩燈塔水母。這一結(jié)論絕對(duì)令人萬(wàn)分驚訝，同一個(gè)物種竟然可以覆蓋如此廣闊的地球區(qū)域。最近，這位生物學(xué)家和史密森學(xué)會(huì)巴拿馬熱帶研究院的來(lái)西奧斯共同撰寫(xiě)了一篇論文，以引起科學(xué)界對(duì)道恩燈塔水母這一“無(wú)聲擴(kuò)張”的警覺(jué)。

周游世界

那么，道恩燈塔水母是如何占領(lǐng)整個(gè)世界的水域呢?水母屬海洋浮游生物，它們隨波逐流，而無(wú)力逆流而動(dòng)。它們只能做一些短距離的上浮下潛，尾隨那些微小的浮游生物并捕食它們。晚上，它們浮上海面，白天則重新潛回水底深處。在這一點(diǎn)上，道恩燈塔水母和其他水母并無(wú)二致。雖然它們能令人羨慕地“返老還童”，卻沒(méi)有長(zhǎng)途遠(yuǎn)游的本領(lǐng)。更何況，它們必然是在極短的時(shí)間里完成這等偉業(yè)的!生物學(xué)家推測(cè)，道恩燈塔水母的擴(kuò)張可能是在近期發(fā)生的，主要是各地樣本的線粒體基因完全一致，這意味著它們還沒(méi)來(lái)得及根據(jù)進(jìn)化原則，隨著水域不同發(fā)生改變、產(chǎn)生分化。道恩燈塔水母之所以能如此迅速地占領(lǐng)了各個(gè)大洋，無(wú)疑是它們找到了得力的幫手。

無(wú)數(shù)的船只穿梭在大洋之上，道恩燈塔水母便鉆入了這些船只的壓載艙。1880年前，充當(dāng)船只壓艙物的都是沙子、石頭之類(lèi)的重物。之后，人們?yōu)榱耸r(shí)省力，便改用海水壓艙。于是，船只的壓載艙便成了海洋生物遷徙的主要媒介。空船在出發(fā)前，從出發(fā)港抽取海水，灌滿壓載艙，抵達(dá)目的港后，再將壓載艙內(nèi)的海水，連同海水中的各種生物體，一起排出。

美國(guó)波特蘭州立大學(xué)的一個(gè)研究小組，對(duì)兩艘貨船離港前和抵港后壓艙海水所含物質(zhì)進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，十幾種無(wú)脊椎動(dòng)物在航行途中迅速繁殖，其中道恩燈塔水母赫然在列。到目前為止，還無(wú)人知道如此大規(guī)模的水母擴(kuò)張會(huì)對(duì)生態(tài)和環(huán)境造成什么樣的影響。不過(guò)，瑪利亞和來(lái)西奧斯在他們的文章中指出，由人類(lèi)造成的物種擴(kuò)張往往會(huì)引起嚴(yán)重的后果，這樣的例子并不少見(jiàn)。

二次世界大戰(zhàn)末期，棕樹(shù)蛇隱藏在一架軍用飛機(jī)上來(lái)到關(guān)島，使得當(dāng)?shù)囟喾N特有鳥(niǎo)類(lèi)滅絕。原先生活在黑海和里海的斑紋蚌也曾搭乘便船占領(lǐng)了北美各大湖泊，它們吸附在各種水下設(shè)備上，每年造成幾百萬(wàn)美元的損失。最著名的是原產(chǎn)于美洲的淡海櫛水母，它們利用船只的壓載艙到達(dá)黑海。這些看似無(wú)甚危害的半透明小水母，上世紀(jì)90年代對(duì)黑海的鯤魚(yú)捕撈業(yè)造成了重大損害。它們最初可能是通過(guò)一艘貨船來(lái)到歐洲的海域。1982年，一位生物學(xué)家首次在黑海發(fā)現(xiàn)了它們的存在。那時(shí)候，這種入侵物種就已經(jīng)開(kāi)始了大量繁殖，有時(shí)每立方米海水中的數(shù)量竟可多達(dá)500只!它們吃光了海里的魚(yú)卵和魚(yú)苗，導(dǎo)致漁獲量迅速下滑。鯤魚(yú)產(chǎn)量從1984年的20.4萬(wàn)噸直線下降到1993年的200噸。直到?jīng)]有了食物，淡海櫛水母的數(shù)量才逐步減少，得到了控制。

大量繁殖

然而，這兩位科學(xué)家并沒(méi)有對(duì)此類(lèi)將來(lái)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)，他們倒是對(duì)道恩燈塔水母這種大規(guī)模擴(kuò)張的隱蔽性感到憂心忡忡。誰(shuí)說(shuō)不是呢!水母是一種特別脆弱的膠質(zhì)生物，它們既沒(méi)有硬骨，也沒(méi)有軟骨，更談不上骨架或是可以保護(hù)自己的甲殼或貝殼。水母就這樣不帶任何防具，光禿禿地在水中游弋，一個(gè)氣泡就能讓它們粉身碎骨。既然如此，道恩燈塔水母又是如何在動(dòng)蕩的船艙中，成功跨越上萬(wàn)千米，卻安然無(wú)恙呢?也許你忘了它們獨(dú)特的返老還童功夫。只要道恩燈塔水母感到一丁點(diǎn)緊張，比如饑餓或認(rèn)為末日來(lái)臨，它們就會(huì)啟動(dòng)這一機(jī)制。而船舶壓載艙的環(huán)境恰恰就給它們帶來(lái)這種感覺(jué)。要弄明白道恩燈塔水母在壓載艙中的反應(yīng)，就必須先簡(jiǎn)單地?cái)⑹鲆幌滤鼈兊纳芷凇?/p>

一般情況下，體型微小的水母以正常方式出生和死亡。雄水母和雌水母分別在水中釋放出精子和卵子，卵子在受精幾小時(shí)后孵化成幼蟲(chóng)，幼蟲(chóng)盡力吸附在一個(gè)支撐物上。大多數(shù)水母在生命過(guò)程中要經(jīng)歷兩個(gè)階段。先是固著階段，其形態(tài)為水螅：然后是自由階段，其形態(tài)為水母。道恩燈塔水母的幼蟲(chóng)固著在支撐物上后，體形伸長(zhǎng)，軀干上端會(huì)長(zhǎng)出一個(gè)帶有多只觸手的冠狀體，這就是水螅。水螅長(zhǎng)大后，有時(shí)會(huì)群居而生。在水螅觸手下的軀干上會(huì)長(zhǎng)出一些芽狀物，到了特定時(shí)期，芽狀物會(huì)從水螅身上脫落，變成小水母，繼續(xù)生長(zhǎng)。從此開(kāi)始它們成長(zhǎng)、繁殖以至死亡的過(guò)程。這便是道恩燈塔水母完整的生命循環(huán)。

生命顛倒

在船上，情況大不一樣。道恩燈塔水母隨著壓艙海水顛簸翻滾，面臨著受傷、挨餓、環(huán)境驟變(海水溫度、成度變化)等風(fēng)險(xiǎn)，沒(méi)有安全感。于是，它們決定逆時(shí)而行，重新回到幼年的固著階段去。它們收起觸手，縮小身體，直至重新成為一個(gè)吸附在支撐物上的小軀干。道恩燈塔水母顛倒了它們的生命周期，這樣的生命逆轉(zhuǎn)，與一種名為“轉(zhuǎn)分化”的極其特殊的細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程有關(guān)。肌體在受精到成熟的發(fā)育過(guò)程中，其構(gòu)成細(xì)胞會(huì)慢慢分化成神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞等。而轉(zhuǎn)分化則是這一過(guò)程的逆向形式，指一些具有專(zhuān)門(mén)功能的細(xì)胞重新回到最初未分化時(shí)的狀態(tài)。那究竟是什么機(jī)制造就了這種現(xiàn)象?目前，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)在道恩燈塔水母細(xì)胞“轉(zhuǎn)分化”過(guò)程中非常活躍的基因。

但總體來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)分化現(xiàn)象仍然是一個(gè)未解之謎。唯一可確定的是，“轉(zhuǎn)分化”使道恩燈塔水母成為船舶壓載艙的成功“搭乘者”。水螅們?cè)诖蠠o(wú)性繁殖，群居而生，一旦到了適宜的環(huán)境中便釋放出數(shù)以千計(jì)的水母!就這樣，道恩燈塔水母在科學(xué)家的眼皮底下，悄悄地占領(lǐng)了世界各地，而人們卻還不知道它們最先是從哪里出發(fā)的，因?yàn)榈蓝鳠羲缚梢愿鶕?jù)到達(dá)的水域而改變自己的形狀。