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2016年04月13日 星期三
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科学家为啥围观“拉粑粑”

张渺 《 中国青年报 》( 2016年04月13日   11 版)

    佛罗里达州圣奥古斯丁市的栉水母大会会场上,来自全球各地的生物学家和动物学家,都紧盯着大屏幕。

    画面上的生物看上去就像一串晶莹剔透的五彩饺子,它们慢悠悠地在水里漂着。突然,一个接一个的不明物质,从这个透明生物身体末端的神秘小孔里排了出来。

    画面被调成这个小孔的特写,镜头尤其强调了环绕在小孔周围的肌肉。

    “这是个和括约肌类似的洞。” 视频的拍摄者,迈阿密大学的演化生物学家威廉·布朗说。

    这些长得像凝胶一样的海洋生物,就是学界认定为“最早出现的动物”栉水母。这个视频的内容,是栉水母“拉粑粑”的过程。

    尽管似乎侵犯了栉水母的隐私,了解它们如何排泄,却是件很有必要的事儿——在此之前,人们一直以为,栉水母是没有肛门的!

    我们或许不得不重新理解生物进化史。用阿拉巴马大学演化生物学家凯文·考科特的话说,关于进化的“一级一级爬梯子”的传统观点,现在正“不断受到冲击”。

    这事儿得从头说起。

    很久很久,久到6亿年以前,地球上还没有多少活物。在动物演化的源头,许多我们如今司空见惯的器官,都还没有进化出来,其中就包括了肛门。

    或许有人要问了,肛门很重要么?

    重要得超乎想象。事实上,每一种生物都需要排泄,却并不是所有动物都有肛门。没有肛门的生物,就只能“满嘴喷粪”了。

    这既不卫生也不方便。专孔专用的好处,是让生物能够在进食的同时消化,那些只有一个洞的物种,就不得不在拉过之后,才能再次开饭。

    演化生物学家认为,只有一个洞还挺限制生物的体型,为了把排泄物一路运回脑袋,它们身体不能太大。

    “神经系统这样的系统往往备受关注,但肛门却普遍受到人们的忽视。”卑尔根大学的生物学家安德里亚斯·赫基诺博士说。他常年研究特定基因在肛门进化中的作用。

    赫基诺博士研究发现,有些动物拥有“简化版”肛门,有些则有“暂时性”的肛门,还有些动物的肛门,有着多种多样的作用,白颔鳄龟的肛门甚至可以当作呼吸系统来用。

    如果用肛门的出现给进化史画一条线,在2016年3月15日的栉水母大会之前,科学家普遍认为,在动物的进化过程中,肛门正处在一个极其重要的节点上。在这个点之前的百万年来,动物们一直都没有肛门,不得不用同一个洞进食和排泄,比如海绵、海葵和水母。而在这个关键节点之后,动物进化了,所有的新出现的动物都开始专孔专用,开始分化成为今天存在的大多数物种,从蚯蚓,到人类。

    栉水母原本是处于这个节点之前的。然而,威廉·布朗的研究颠覆了一切。今年的栉水母大会之后,关于肛门的节点,似乎需要重新拟定了。

    布朗的研究对象是淡海栉水母和太平洋侧腕水母。他使用了复杂的拍摄设置,不间断地监控这些栉水母。

    一些被基因改造过的小型甲壳动物和斑马鱼,被送来给栉水母当食物。它们毫不犹豫吞下了科学家提供的大餐。由于荧光蛋白的作用,食物在栉水母透明的躯体里发出红光,我们可以轻松观察到,这些食物在栉水母体内的体腔网络中穿行。

    当这些红色的不明物质从神秘小孔中排出,动物演化史即将被改写。这并非栉水母第一次撼动系谱图。2014年,遗传学家就发现,这种上古生物竟然拥有神经系统。

    似乎可以这样理解:6亿年前,神经系统、完全消化道和肛门都在某种远古动物祖先身上出现了,随后在海葵和海绵身上消失了,再后来,它们才重新出现。

    “看起来,我这30年来一直都搞错了。” 加州莫斯码头蒙特利湾水族研究所的海洋生物学家乔治·松本感慨地说。他不得不承认,之前在栉水母餐后观察的时间还不够长,以至于错过了激动人心的一瞬间。

    包括他在内的许多生物学家,曾经都一致认为,凡是有肛门的动物,体型更大,身体结构更复杂。

    显然,栉水母的一小步,是演化生物学的一大步。

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