[科普中國(guó)]-道恩燈塔水母

道恩燈塔水母是一種半透明的水母，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，然而這種膠質(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。

基本信息道恩燈塔水母是一種半透明的水母，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。20世紀(jì)90年代科學(xué)家們就認(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：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1。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，很有長(zhǎng)生不老的潛質(zhì)——當(dāng)然，它們還是會(huì)死的，否則我們?cè)缇捅弧八笢毖蜎](méi)了。

體態(tài)特征燈塔水母直徑約4－5毫米，是一種小型水母。身體透明，能夠看見(jiàn)紅色的消化系統(tǒng)，因而得名。燈塔水母呈鐘型，傘形身體的直徑和高度基本相等。胃巨大且呈現(xiàn)出鮮艷的紅色，橫斷面為十字型。

簡(jiǎn)介道恩燈塔水母不具侵略性。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)(cnidaria)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)并不造成危害?？傻驼{(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條觸手，而在溫帶水域則有24條甚至更多。這個(gè)戲法使人們很難意識(shí)到它們?cè)诟鞔笱蟮臄U(kuò)張。

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。

瑪利亞·琵雅·米列塔(Maria Pia Miglietta)也是偶然才發(fā)現(xiàn)了道恩燈塔水母在全球的擴(kuò)張。美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的這位水螅蟲(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。

影響為此，瑪利亞·琵雅·米列塔致力于研究線(xiàn)粒體16S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(xiàn)粒體16S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，新西蘭還是塔斯馬尼亞，美國(guó)東部還是巴拿馬的東西海岸，所有水域燈塔水母的線(xiàn)粒體16S基因都完全一致。也就是說(shuō)，盡管這些水母外形不同，生活區(qū)域也相隔萬(wàn)里，但它們卻同屬一類(lèi)，都是道恩燈塔水母。“這真是令人萬(wàn)分驚訝。我沒(méi)有想到，同一個(gè)物種竟然可以覆蓋如此廣闊的地域?！爆斃麃啞づ拧っ琢兴仡櫟馈Ｗ罱?，這位生物學(xué)家和史密森學(xué)會(huì)巴拿馬熱帶研究院(Smithsonian Tropical Research Institute)的哈利勞·來(lái)西奧斯(Harilaos Lessios)共同撰寫(xiě)了一篇文章，以引起科學(xué)界對(duì)這一“無(wú)聲擴(kuò)張”的警覺(jué)。

可是，道恩燈塔水母是如何占領(lǐng)整個(gè)世界的呢？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！瑪利亞·琵雅·米列塔指出： “道恩燈塔水母的擴(kuò)張可能是在近期發(fā)生的。各地樣本的線(xiàn)粒體16S基因完全一致，這意味著它們還沒(méi)來(lái)得及根據(jù)進(jìn)化原則發(fā)生改變、產(chǎn)生分化?！敝阅苋绱搜杆俚卣碱I(lǐng)了各大洋，道恩燈塔水母無(wú)疑找到了一位得力的幫手——人類(lèi)。無(wú)數(shù)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。

過(guò)去，充當(dāng)船只壓艙物的都是沙石。自1880年起，人們改用海水壓艙，因?yàn)檫@樣更加省時(shí)省力。于是，船只的壓載艙便成了海洋生物遷徙的主要媒介?？沾诔霭l(fā)前，從出發(fā)港抽取海水，灌滿(mǎn)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…… 2008年，美國(guó)波特蘭州立大學(xué)的一個(gè)研究小組在伊安·C.戴維森(Ian C.Davidson)的領(lǐng)導(dǎo)下，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)果表明，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?，斃麃啞づ拧っ琢兴袊@道：“此時(shí)此刻，水母正在坐船周游世界！”

對(duì)此，人類(lèi)有必要惴惴不安嗎？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)和經(jīng)濟(jì)造成什么影響。不過(guò)，瑪利亞·琵雅·米列塔和哈利勞·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)。淡海櫛水母 (Mnemiopsis leidyi)原產(chǎn)美洲，它們利用船只的壓載艙到達(dá)黑海，在上世紀(jì)90年代對(duì)當(dāng)?shù)氐镊桇~(yú)捕撈業(yè)造成了重大破壞。二戰(zhàn)末期，棕樹(shù)蛇(Boiga irregularis)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(Dreissena polymorpha)也搭乘便船占領(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。

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(yōu)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)公里，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纳芷?。一般情況下，體型微小的水母以正常的方式出生和死亡。雄水母和雌水母分別在水中釋放出精子或卵子，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)帶有多個(gè)觸手的冠狀體，這就是水螅。在水螅觸手下的軀干上會(huì)出現(xiàn)一些芽狀物，到了特定時(shí)期從水螅身上脫落，變成小水母，從此開(kāi)始它們自身成長(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)。

繁殖然而，在船上，情況就大不一樣了。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、咸度變化)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——水螅。“道恩燈塔水母顛倒了它們的生命周期。”意大利萊切大學(xué)生物學(xué)家斯特凡諾·皮拉伊諾(Stefano Piraino)解釋道，他是最早研究這一現(xiàn)象的科學(xué)家之一，“道恩燈塔水母是迄今已知的唯一能在性成熟后重返幼年期的多細(xì)胞生物。”

這樣的生命逆轉(zhuǎn)，與一種名為“轉(zhuǎn)分化” (transdifferentiation)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)象呢？“我們發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)在分化過(guò)程中非?；钴S的基因。”斯特凡諾·皮拉伊諾指出。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线M(jìn)行無(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外形。

燈塔水母之謎發(fā)現(xiàn)燈塔水母一般的水母通常會(huì)在繁殖下一代后死亡，但有一種水母在達(dá)到性成熟階段之后，又會(huì)重新回到年輕階段，開(kāi)始另一次生命。這種能使自己返老還童的神奇生物，叫燈塔水母。

燈塔水母最開(kāi)始是在加勒比海被發(fā)現(xiàn)的，由于其繁殖過(guò)程中個(gè)體不會(huì)減少，數(shù)量迅速增多，因而會(huì)擴(kuò)散到所有的海洋。

這種燈塔水母長(zhǎng)約四五毫米。通常情況下，水母繁殖完下一代后就會(huì)死亡，但燈塔水母性成熟之后卻可以“返老還童”，重新回到幼蟲(chóng)狀態(tài)，然后繼續(xù)成長(zhǎng)開(kāi)始另一次生命歷程。
從理論上來(lái)說(shuō)，燈塔水母可以無(wú)限制地進(jìn)行這種“返老還童”的循環(huán)周期，從而達(dá)到永生不死的目的——當(dāng)然，這個(gè)目的要實(shí)現(xiàn)，它們首先得保證自己在海洋中不被其他掠食動(dòng)物吃掉。

燈塔水母的不死之軀燈塔水母屬于水螅蟲(chóng)綱，是一種主要以更小微生物為主要食物的捕食性生物，采用無(wú)性繁殖方式，多生活在熱帶海域。
科學(xué)家們指出，燈塔水母是目前唯一發(fā)現(xiàn)的能夠從性成熟階段回復(fù)到的幼蟲(chóng)階段的生物。據(jù)一位長(zhǎng)期從事燈塔水母研究的科學(xué)家介紹，他觀察了大約4000條燈塔水母，結(jié)果顯示，它們?nèi)慷寄堋胺道线€童”，沒(méi)有因自身原因死亡過(guò)一條。

燈塔水母的再生能力如果把一個(gè)燈塔水母切開(kāi)，它能在24小時(shí)內(nèi)變成兩條水蛭蟲(chóng)，72小時(shí)后長(zhǎng)出觸角。就算把它打碎，只要它的細(xì)胞完整，也可以變成一條水蛭蟲(chóng)，重新開(kāi)始生命。
可以這樣理解——燈塔水母的生命是沒(méi)有終結(jié)的。也就是說(shuō)，燈塔水母在死前回到了生命的開(kāi)端，重新演繹了白己的生長(zhǎng)、發(fā)育。
燈塔水母之所以可以永生，是因?yàn)樗性偕颉６@種基因人類(lèi)也有，只是不活躍，或是休眠了。而再生基因類(lèi)似于干細(xì)胞，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)把尋找干細(xì)胞比作尋找圣杯。
干細(xì)胞是一種具有增殖、自我修復(fù)、大量制造及分化后代能力的細(xì)胞。薦生和更新，對(duì)治療人體壞死或病變的組織，對(duì)付老化都是深具意義。在未來(lái)的日子里，可望被應(yīng)用于治療癌癥、帕金森氏癥、中風(fēng)、心臟等病，如果可以成功利用這種再生基因，就避開(kāi)了現(xiàn)在的胚胎干細(xì)胞所帶來(lái)的道德問(wèn)題。

燈塔水母的不死之謎至于燈塔水母究竟是如何完成“返老還童”這一神奇過(guò)程的，其中的謎團(tuán)還有待于海洋生物學(xué)家和遺傳學(xué)家們進(jìn)行解答。
有研究人員認(rèn)為，燈塔水母的“返老還童”過(guò)程可能是通過(guò)細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。在這個(gè)過(guò)程中，細(xì)胞的類(lèi)型和功能會(huì)發(fā)生改變。而伴隨這種功能上的轉(zhuǎn)化所出現(xiàn)的則是器官的再生?；蛟S正是細(xì)胞的這種變化過(guò)程為燈塔水母打造出了不死之軀2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李學(xué)強(qiáng) - 教授 - 寧夏大學(xué)