【趣味科普】色彩斑斕的海中星星

上一次講到了海綿寶寶洋侨,而在動畫片中與海綿寶寶關(guān)系最好的是一只粉紅色毡熏、肉肉的海星——派大星坦敌。派大星天性懶惰,笨笨的,但是體型寬壯狱窘、力氣大杜顺,這個呆萌的角色也吸引了一大票的包括小編在內(nèi)的粉絲。

動畫里海綿寶寶與派大星的友誼讓人感動蘸炸,然而現(xiàn)實中也會如此嗎躬络?今天就來給大家講講派大星的原型——海星的故事。

色彩斑斕的海中星星

海星屬于棘皮動物門搭儒,可以說是無脊椎動物中最高等的類群穷当。如今世界上的海星有1600多種,它們形態(tài)淹禾、大小馁菜、顏色都各異,廣泛分布于世界的各個海區(qū)铃岔,但是在淡水中不會有它們的蹤影汪疮,這是因為它們體內(nèi)的滲透壓與海水相近,因而只能生活在海水的環(huán)境中毁习。

正如它名字所起的那樣智嚷,海星就像是星星一樣,身體由一個中央盤和五條腕組成蜓洪。當然,個別種的海星還會有五條以上的腕(有的甚至多達50多條腕)坯苹。在這些腕的腹面有兩排管足隆檀,這些管足的末端有吸盤,海星通過控制管足的伸長或者縮短粹湃,從而拖動身體完成運動恐仑。因此這些管足其實才是海星真正的腳(后文細述)。海星沒有眼睛为鳄,主要通過每條腕末端的「眼點」來進行基本的感光裳仆。

海星的管足與眼點

海星怎么吃東西?

海星經(jīng)常棲息在潮間帶的焦巖間或者海底孤钦,平時看起來似乎總是慵慵懶懶的歧斟。然而,海星在對待自己的獵物的時候可并沒有它平時看上去的那樣憨厚偏形。

或許你可能聽說過静袖,海參(也是一種棘皮動物)在面對捕食者攻擊的時候,會果斷的把自己的內(nèi)臟吐出俊扭,迷惑捕食者队橙,從而趁機逃走。而我們的海星同樣也可以把自己的內(nèi)臟拋出,不過可不是為了逃走捐康,而是為了消化獵物仇矾。

海星的口在中央盤的腹面中間(可不是像派大星那樣),口通過很短的食道連接著胃解总,這個胃可以分為兩個部分——賁門胃和幽門胃贮匕。比如說,海星在捕食雙殼的貝類時倾鲫,整個身體先呈弓形隆起粗合,然后用自己的多條腕纏住貝殼,再用腕上管足的吸盤吸著兩個殼乌昔,從而將殼拉開隙疚。這時候,海星就會將自己賁門胃從口中翻出磕道,包住貝殼動物的軟體供屉,進行初步的消化,然后再將這個包了食物的賁門胃縮回體內(nèi)進行進一步的消化溺蕉。

海星正在捕食貝類

海星平時吃的東西還比較雜伶丐,像剛才說的軟體動物是主要的,此外還有同屬棘皮動物的海膽疯特,以及蠕蟲等都吃哗魂,所以這些海星對于進行貝類以及海膽海參養(yǎng)殖的漁民們來說,真不是什么好東西漓雅。

有一點可能會讓動畫黨比較傷心的是录别,有一些棲息在珊瑚礁的海星,它們還會吞食海綿……(海綿寶寶們不哭~)

當然了邻吞,人類現(xiàn)在最頭痛的還是海星對于珊瑚礁的本身的破壞组题。珊瑚礁是大海中的海底花園,也是魚類以及許多海洋生命的棲息地抱冷。而珊瑚礁本身是由珊瑚蟲(一種腔腸動物)的骨骼在數(shù)百年至數(shù)千年的生長崔列、堆積過程中形成的。然而有一種海星——棘冠海星旺遮,可是「臭名昭著」的「珊瑚殺手」赵讯。據(jù)統(tǒng)計,在澳大利亞的大堡礁已經(jīng)有將近一半因為棘冠海星的破壞而消失耿眉,澳大利亞政府還特意研制了新的方法瘦癌,在兩年之內(nèi)殺死了25萬只棘冠海星以挽救大堡礁。人類如此費盡心機的拯救珊瑚礁跷敬,是因為如果失去了珊瑚讯私,海洋生態(tài)鏈將會受到嚴重的影響热押,甚至?xí)斐晌覀儫o法預(yù)估的連鎖反應(yīng)。

海星會噴水嗎斤寇?

海星的形象除了在《海綿寶寶》中有出現(xiàn)之外桶癣,其實更令我印象深刻的是《神奇寶貝》中的「海星星」和「寶石海星」。它們最基本的攻擊除了旋轉(zhuǎn)沖撞娘锁,就是水槍了牙寞,而且具有不輕的威力。不過莫秆,它們并不能憑空產(chǎn)生水间雀,只有泡在水中并通過自身管道才能吸水發(fā)射水槍(但也有幾集中的海星星也可以在陸地上噴水)。

真實的海星確實有著發(fā)達的水管系統(tǒng)镊屎,不過它們的水管系統(tǒng)可不是用來噴水的惹挟,而是用來進行身體的運動的。

先來跟大家簡單介紹一下水管系統(tǒng)的構(gòu)成缝驳。水管系統(tǒng)的開口位于背面的篩板连锯,海水可以通過篩板上的小孔,經(jīng)過石管用狱,進入到海星中央盤的環(huán)管运怖。環(huán)管上對應(yīng)著5條腕分別發(fā)出5條輻管访锻,每條輻管又向兩側(cè)發(fā)出多條側(cè)管脑题,每個側(cè)管對應(yīng)著管足和罍(lei)。一般而言瓤球,水管系統(tǒng)里面的水是不與外界進行交換的溺忧。

海星的結(jié)構(gòu)(https://cnx.org/contents/qTaQgTIL@2/Echinoderms-and-Chordates)

我們之前提到咏连,海星通過控制管足的伸長和縮短來進行移動,而這其中的原理就是水管系統(tǒng)里面的水砸狞。說起來其實也很簡單捻勉,每個管足上的罍就像是一個小氣球镀梭,罍的肌肉收縮刀森,里面的液體就被擠到了管足上(注意,此時側(cè)管上的瓣膜會關(guān)閉报账,所以罍和管足成了封閉結(jié)構(gòu))研底,于是管足伸長,并利用上面的吸盤吸附在地面上透罢;反之榜晦,罍的肌肉舒張,就像氣球開始膨脹羽圃,液體又被吸回到罍里面乾胶,管足變短。于是,通過每條腕上這樣無數(shù)個管足的協(xié)調(diào)運動识窿,最終遷移著海星身體前進斩郎。

除了控制運動之外,海星的水管系統(tǒng)還能輔助進行呼吸喻频、排泄等功能缩宜。不過,由于水管系統(tǒng)只有一端開口(篩板)甥温,所以動畫中海星星的噴水絕招锻煌,在現(xiàn)實中是不可能的了

海星也會再生姻蚓!

上期我們談到的海綿是一種具有極強再生能力的動物宋梧,誰能想到作為海綿寶寶最親密的朋友,派大星居然也懂得再生這門絕技(海星星也會J芳颉)乃秀。

在自然界中,復(fù)雜的自然環(huán)境以及天敵等因素圆兵,常常會使得海星的腕及體盤受損跺讯,甚至斷落,然而海星并不怕殉农。絕大多數(shù)的海星種類經(jīng)過一段時間的修養(yǎng)刀脏,都能輕松的補全斷掉的腕,甚至個別種類能夠從單一的斷落腕上長出新的中央盤超凳。

這就導(dǎo)致了一種奇特的現(xiàn)象愈污。海星有雌性也有雄性,因此原本是一種有性生殖的生物轮傍。然而某些再生能力極強的海星種類暂雹,可以通過主動的二分裂形式進行無性繁殖:從中央盤的位置斷裂成兩部分,分別再長出完整的中央盤和其它的腕创夜。

已經(jīng)有研究證實杭跪,海星的這種二分裂繁殖并不會繼承原來個體的年齡,而是類似于「返老還童」驰吓。

真核生物的DNA末端都有一種叫做「端两颍」的末端結(jié)構(gòu),可以起到保護DNA信息的作用檬贰。不過姑廉,隨著DNA復(fù)制次數(shù)(細胞分裂次數(shù))的增多,端粒會越來越短翁涤,當不能再縮短的時候桥言,細胞也就不能再分裂了萌踱。因此端粒與細胞以及個體的壽命是緊密關(guān)聯(lián)的。

然而在那些克隆繁殖的海星中号阿,Helen Nilsson Skold等科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們的端粒長度比普通的有性生殖的海星要長虫蝶;同時,在同一個海星中倦西,再生長出來的腕中的端粒也要比原來的腕中的端粒要長能真。這提示了海星可以通過這種再生繁殖,實現(xiàn)「返老還童」扰柠。同時粉铐,進行深入的研究,或許也將有助于揭曉如何使人體DNA保持「長生不老」的秘密卤档。


Helen Nilsson Skold團隊研究的海星蝙泼,稍短一點的三條腕為再生的腕(Garcia-Cisneros A, Perez-Portela R, Almroth B C, et al. Long telomeres are associated with clonality in wild populations of the fissiparous starfish Coscinasterias tenuispina[J]. Heredity (Edinb),2015,115(5):437-443.)

本文為特邀科普作者Mr-HH的原創(chuàng)文章,希望你能喜歡劝枣!

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