水母(jellyfish)擁有各種能力,部分水母可以「永生」,能夠回到幼年階段,重複生命週期;還有部分水母是「無腦」的,缺乏神經系統,但仍有學習能力。
櫛水母(comb jelly)的身體透明,名字中雖也有水母兩字,其實與水母的關係並不密切。櫛水母擁有一項驚人能力。研究人員最近發現,一種名為「海核桃」(sea walnut)的櫛水母,多個個體可以融合成一個生命體,並共享身體功能。
日前發表於《當代生物學》(Current Biology)期刊的研究中,研究人員描述這種身體融合能力,並認為這種融合是在櫛水母個體受傷後發生的。一旦融合,這些無脊椎動物能同步牠們的肌肉收縮及合併消化系統。
偶然發現櫛水母融合英國埃克塞特大學(University of Exeter)與日本國立自然科學研究所動物學家城倉慶(Kei Jokura)表示,「櫛水母可能缺乏同種異體辨識系統,即區分自己與他人的能力。」他補充說,兩個獨立的個體,甚至可以連接牠們的神經系統。
城倉和他的團隊試圖重建他們在麻州伍茲霍爾海洋生物學實驗室看到的雙水母系統,過程中偶然發現櫛水母的融合現象。這種外形奇特的生物有兩個頭、兩個嘴和兩個肛門,似乎是一對櫛水母在被收集時受傷,進而合併在一起。
團隊想看看這種雙水母生物體是否是特例。「我們做了科學怪人式的初步實驗」,論文共同作者、科羅拉多州立大學神經科學家羅德里格斯-聖地亞哥(Mariana Rodriguez-Santiago)告訴美國國家公共廣播電台(NPR)。
在實驗室中,他們切掉「海核桃」櫛水母的翼狀「葉片」,並將這些無脊椎動物成對靠近放置。10次中有9次,櫛水母會融合成一個個體,且融合後至少又存活3週。
融合神經及消化系統
當兩隻櫛水母融合後,城倉刺激其中一隻時,整個融合後的生物體都隨之顫動。這表明這些生物已經整合為一體,共享一個神經系統。「令人驚訝的是,我雖
只碰觸了一側,這種快速反應在兩個身體中同時發生。」城倉對《科學》(Science)期刊表示。
根據研究人員的說法,神經系統融合大約在2小時內發生。「這種整合程度和速度相當驚人。」沒有參與研究的蒙特利灣水族館研究所海洋生物學家哈多克(Steven Haddock)告訴《科學美國人》期刊。
通過進一步的實驗,他們發現消化系統也已經融合。當雙水母的一個嘴巴吞食具有螢光色的豐年蝦時,兩個肛門都會排出廢物,但不是同時排出。
對神經再生有助益?
新澤西理工學院生物學家埃德加(Allison Edgar)接受NPR採訪時說,之前已有研究者觀察到櫛水母融合現象,但現在是首次有記錄顯示,這些合併後的生物體行為就像一個整體。
研究共同作者、加州大學伯克萊分校研究員阿里納斯(Oscar Arenas)告訴《衛報》,「研究牠們的神經系統如何運作,對於理解神經元功能的基本原理至關重要。」
這項發現可能為人類醫學開啟新的大門。埃德加對NPR表示,「如果櫛水母確實擁有卓越的再生與癒合機制,意味著你可以進行器官移植,不會有不良後果,並且你會很快康復。」
城倉部分同意這一點。他不確定這會如何具體改善人類的器官移植,他告訴《科學》期刊,了解兩個系統如何融合,「可能對醫學研究有貢獻,特別是在神經再生方面。」◇