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发布日期:2022年02月17日
西大研究团队提出关于水母游泳习性起源新假说

本报讯 (记者 吕扬)水母游泳的行为起源和演化是学术界长期存在的一个难题。主要原因是大多数水母身体97%的组成成分是水,难以形成化石。日前,西北大学早期生命研究团队提出了关于水母游泳习性起源的新假说:水母游泳行为起源于底栖型水母的取食行为。该研究成果于今年1月31日在国际期刊发表。

水母是现代海洋生态系统中的重要成员,包括水螅水母、钵水母、立方水母等,均凭借伞缘肌肉(冠状肌)的节奏收缩、排水所产生的反作用力来推进游泳。

2016年,西北大学韩健研究员在5.18亿年前的寒武纪澄江生物群中发现了能感受重力变化的、已知最为古老的游泳型水母,而这种水母游泳方式所依赖的肌肉,目前为止都没有很好的化石证据。研究团队在更早的5.35亿年前的陕南宁强寒武纪宽川铺组中的底栖型水母胚胎化石中,找到围绕伞缘离散分布的直径9—15微米肌肉束。这些肌肉束,跟现代水母一致,都是位于内伞的位置,但是有别于现代水母。这些水母化石无论是在孵化前还是孵化后很长一段时间,都被包裹在自身分泌的具有保护作用的围鞘之中。研究人员认为,这些冠状肌的功能主要是为了取食以及呼吸,因为已经具有了成束的冠状肌,其收缩可以使得下伞腔体积变小,挤压水流喷到围鞘之外;收缩的体形通过中胶层的弹性恢复原状,在此过程中,外界水流流入围鞘之内,带来小的食物颗粒和氧气。因此,研究人员推测冠状肌最原始的功能,是与底栖型水母取食、呼吸有关,游泳的功能是后期逐渐摆脱围鞘而演化出来的。

韩健表示,按照达尔文进化理论,任何一个复杂生命现象都是长期演变来的,水母游泳也不例外,也需要很多外在和内在前提条件。外在条件包括海水氧气含量的高低、水体中已有其他猎物;内在条件包括有节奏的神经冲动、感受重力的平衡石、伸缩能力较强的冠状肌、较厚的中胶层、比较深的下伞腔等。

“具备冠状肌不代表当时的水母已经可以游泳。我们认为,游泳只是底栖型水母取食、呼吸的副产品,这是我们针对水母起源与演化这个问题提出的一个新假说。”参与研究的宋希坤博士表示,该项研究所发现的寒武纪早期水母体具有围鞘但无游泳能力,这提示早期的水母体可能是一种特化的水螅体结构。

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