渾身是寶的海綿動(dòng)物

文/歐徽龍 陳軍

海綿是海綿動(dòng)物門的統(tǒng)稱，因?yàn)樯眢w有很多的孔洞，也被稱為多孔動(dòng)物。海綿動(dòng)物的外形并不像動(dòng)畫(huà)片里的海綿寶寶那樣方正，它們的形態(tài)多樣，有塊狀、鹿角狀、荔枝狀、扇子狀、火山口狀，還有的海綿動(dòng)物只是薄薄的一層膜，無(wú)規(guī)則地隨意攤附在石頭或螃蟹、貝殼的甲殼表面。另外，海綿動(dòng)物色彩斑斕，紅橙黃綠青藍(lán)紫應(yīng)有盡有。

從外表上看，海綿動(dòng)物固著不動(dòng)，酷似植物，但實(shí)際上，它們能夠通過(guò)主動(dòng)過(guò)濾海水來(lái)攝食和獲取營(yíng)養(yǎng)。海綿動(dòng)物體內(nèi)壁具有很多鞭毛，鞭毛的律動(dòng)使得水體形成水流，水流中的營(yíng)養(yǎng)比如細(xì)菌、細(xì)小的藻類以及各種有機(jī)碎屑會(huì)被內(nèi)壁的細(xì)胞所捕捉，而后身體的廢物又會(huì)隨水流排出體外。

不可限量的醫(yī)藥價(jià)值

20世紀(jì)50年代，美國(guó)有機(jī)化學(xué)家維爾納·伯格曼從一種加勒比海海綿中分離出了著名的阿糖胞苷和阿糖腺苷，它們可以干擾白細(xì)胞或病毒的繁殖。直到現(xiàn)在，這兩種藥物在治療急性白血病和抗病毒上仍然發(fā)揮著重要作用。伯格曼的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了海洋醫(yī)藥的探索熱潮，尤其是海綿的醫(yī)藥科研熱潮。1989年，日本科學(xué)家在三浦半島海綿中分離到了軟海綿素B，該化合物可以使患白血病的小老鼠延壽近3倍。直到現(xiàn)在，從海洋生物中總共發(fā)現(xiàn)了約4萬(wàn)種天然活性產(chǎn)物，其中約1/4的發(fā)現(xiàn)來(lái)自海綿，相當(dāng)多一部分海綿天然活性產(chǎn)物具有顯著的抗病毒、抗腫瘤和抗菌等活性，因此，海綿是非常重要的海洋藥物寶庫(kù)！

除了海綿體內(nèi)的化合物，海綿的骨骼也有新發(fā)現(xiàn)的醫(yī)藥價(jià)值。比如，支撐海綿身體的骨針可以作為傳導(dǎo)藥物的工具應(yīng)用到醫(yī)藥行業(yè)。眾所周知，用針管注射藥物，往往得扎破皮膚給藥，給人帶來(lái)刺痛感。而海綿骨針很小，末端尖細(xì)，微米級(jí)的尖端作用在皮膚上會(huì)輔助打開(kāi)微米級(jí)的皮膚通道，有效將藥物傳導(dǎo)到體內(nèi)，不僅不會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的刺痛感，還可以輔助打開(kāi)皮膚通道，有效傳導(dǎo)藥物。

隨著研究的不斷深入，研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)這些特性可以應(yīng)用在醫(yī)藥科研方面。比如，在培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞時(shí)加入浴海綿支架，細(xì)胞不僅能夠依附在海綿骨架中生長(zhǎng)，并且能夠長(zhǎng)期存活。

像種土豆一樣養(yǎng)殖海綿

海綿具有很高的醫(yī)藥研發(fā)價(jià)值，所以需要大量的海綿資源量作為支撐。然而過(guò)度捕撈野生的海綿會(huì)給環(huán)境帶來(lái)破壞，因此行之有效的方式是進(jìn)行人工養(yǎng)殖。近10年來(lái)，在廈門大學(xué)海綿課題組成員的共同努力下，我們?cè)诟＝ㄊ|山海域?qū)崿F(xiàn)了海綿大規(guī)模人工養(yǎng)殖，每年能夠穩(wěn)定獲取噸級(jí)以上的海綿資源量。

我們主要通過(guò)無(wú)性增殖的方式，利用海綿動(dòng)物自身具有強(qiáng)大自我修復(fù)能力的特點(diǎn)，使用小刀將一大塊海綿切割成小塊的海綿組織塊，然后固定在養(yǎng)殖模具上，掛養(yǎng)在海中，這樣，小塊的海綿組織塊就可以重新長(zhǎng)成新的海綿個(gè)體。另外一種理想的方式是收集海綿動(dòng)物自然釋放的幼體，培養(yǎng)成為新的海綿個(gè)體，但通過(guò)這種有性繁殖的方式來(lái)養(yǎng)殖海綿目前還只是停留在小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)階段。所以，人們更多還是采用類似種植土豆的方式，將海綿切成小塊來(lái)進(jìn)行規(guī)模化養(yǎng)殖。

高濾水功能的凈水器

海綿的身體具有很多孔洞，可以為很多底棲動(dòng)物提供庇護(hù)、棲息和繁殖的場(chǎng)所，提高了海洋生物的多樣性——小魚(yú)會(huì)藏在海綿體內(nèi)的空腔躲避敵害，貝類會(huì)在其體內(nèi)產(chǎn)卵。一塊拳頭大小的海綿體內(nèi)可能居住著幾十只肉眼可見(jiàn)的底棲動(dòng)物。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，海綿一天過(guò)濾的水體是其自身體積的7.2萬(wàn)倍。因此，強(qiáng)大的濾水能力賦予了海綿動(dòng)物另外一個(gè)重要的生態(tài)作用。當(dāng)海水水流通過(guò)海綿身體的時(shí)候，大量營(yíng)養(yǎng)有機(jī)物會(huì)被海綿截流或者吸收，而較為干凈的水體會(huì)被排出體外回到海洋中。這一過(guò)程不僅滿足了海綿自身的生長(zhǎng)，同時(shí)也凈化了水質(zhì)，促進(jìn)了環(huán)境的良好發(fā)展。最近，海洋生態(tài)學(xué)家發(fā)現(xiàn)了海綿——珊瑚之間的物質(zhì)循環(huán)，重新定義了海綿在珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中的地位。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在珊瑚生長(zhǎng)的地方少不了海綿動(dòng)物的身影。海綿的高濾水能力可以有效地將海水中的溶解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為增生的細(xì)胞，海綿細(xì)胞脫落后就成為了珊瑚所能利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而促進(jìn)珊瑚的繁榮；珊瑚不斷釋放的黏液等有機(jī)物質(zhì)又是海綿可以利用的食物，這個(gè)相互循環(huán)促進(jìn)的過(guò)程構(gòu)成了珊瑚礁繁盛的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)。