虎鲸

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TUhjnbcbe - 2023/12/22 21:31:00

藤壶是海边最常见的生物之一,但你可能不知道,藤壶虽然有着贝类的外表,但却属于不折不扣的甲壳动物——也就是说,藤壶和虾蟹类的亲缘关系更近,石灰质外壳只是一种迷惑性的“伪装”。

对海产养殖户来说,藤壶会争夺贻贝、牡蛎等贝类的附着基和养料,还会紧紧粘附在网上和管道的内壁,处理起来非常麻烦。对航海者来说,藤壶会附着在船舱底部,增加了航行阻力,自然也不受待见。对于海龟、鲸鱼来说,藤壶的寄生就更让寄主们“抓狂”了——怎么甩也甩不掉,活生生成了藤壶的“自助餐厅”。

首先要搞清楚一个问题:藤壶为什么不是贝类呢?

单纯从外形上来看,藤壶和史氏背尖贝、嫁磩等单壳贝类的相似度确实很高,但它们的生活史却大有不同。直到十几年前,生物学家们通过对藤壶幼虫的观察,才发现藤壶并不属于贝类,而是不折不扣的甲壳动物。

▲▲藤壶的分类地位:甲壳纲-蔓足亚纲-无柄目-藤壶科

附着在礁石上的藤壶是成年后的形态,而在幼虫阶段(也就是藤壶的“童年期”),藤壶是浮游生活的,居无定所,随波逐流。藤壶的一生要先后经过浮游、无节幼体、腺介幼体、成体四个阶段。

▲▲藤壶的不同发育阶段及主要器官构造

藤壶生活方式的转变发生在腺介幼体时期,腺介幼体是一种非常特殊的幼体形式,主要任务就是选择适宜的附着场所,为之后的变态发育选定位置。

在选择最终的“住址”时,腺介幼体会在基质表面来回运动,运动距离一般都比较短,找到合适的附着物后就会开始分泌胶质。幼体的第1触角被分泌的胶质体包围,紧紧固着在基质表面,在这一过程中,藤壶将实现不可逆的永久性粘结。从此,藤壶就彻底结束了漂泊不定的生活,开始了“宅居”模式。

▲▲上图是在4种不同的生境下藤壶腺介幼体的附着模式,(a)(b)(c)(d)分别为四种不同类型的附着器官。由图可见,藤壶腺介幼体的附着器官具有高度的变异性,纤毛的密度与形状均与特定的环境相匹配,电镜下的微观结构大有不同。

我们常见的牡蛎、扇贝、紫贻贝也会经过类似的发育阶段,这些双壳贝类要先后经过胚胎期、担轮幼虫、面盘幼虫(又可以进一步细分为D形幼虫、壳顶幼虫、匍匐幼虫三个阶段)、稚贝、幼贝、成贝等不同的发育阶段,鲍鱼等单壳贝类的生活史也大体类似。

由此可见,藤壶的生活史和贝类存在着明显的区别。贝类转变生活方式的时期是在面盘幼虫阶段(确切地说是匍匐幼虫阶段),藤壶则是在腺介幼虫阶段。

▲▲藤壶的生活史

无论是藤壶还是贝类,在变态发育阶段,幼体的外部形态、内部构造、生理机能以及生态习性等方面,都会发生相当巨大的变化,比如钙质贝壳的形成、食性的转变等等。

藤壶是如何对海绵“下手”的?

藤壶,其貌不扬,唯一的生存技能就是寄生,认准了一个“就餐点”就开始扎根,终生不动,借助寄主们带来的便利不愁吃喝,在某种意义上也称得上是“赢家”了。

海洋世界里遍布着藤壶的幼虫,它们等待着时机,等待着宿主的到来——无论是珊瑚礁里的海绵还是缓慢游动的海龟,都很容易被藤壶“盯上”,就连大型的须鲸和海牛也难逃藤壶的“黑手”。

在藤壶的寄生对象中,海绵是最低等的一种(隶属于多孔动物们),同时也是珊瑚礁生态系统中的重要成员。主流观点认为,海绵和藤壶之间是协同进化的共生关系,这种现象在海洋无脊椎动物中普遍存在,比较典型的案例就是拳击蟹和海葵的共生。

▲▲藤壶的生活史拳击蟹挥舞的“啦啦球”其实就是被“绑架”的海葵

藤壶的幼虫要想在海绵上定居,必须要面临一系列严峻的“挑战”——它们必须要避开寄主表面高低不平的硬质结构,还要忍受寄主释放出的*素和麻醉剂等物质。

为了搞明白藤壶的幼虫究竟是如何寄生的,研究人员在我国的台湾、韩国以及日本收集了数量众多的海绵-藤壶共生体,采集深度均在3~20米的水深范围内,藤壶幼虫的微观结构是通过电子降镜扫描(SEM)。

▲上图是藤壶的生命周期以及附着盘结构的微观示意图。

▲上图是藤壶幼虫在海绵表面寄生的一系列过程,上下两列图片分别表示2种不同的藤壶物种(即E.dofleini和M.brachialis),前者用了小时23分钟才完成“定居”,后者仅用了64小时43分钟就完成了“定居”。在这个过程中,藤壶幼虫会经历一次蜕皮(变态),并从基部分泌出钙质结构。

研究人员经过进一步的观察发现,E.dofleini和M.brachialis这两种藤壶具有不同的附着机制:前者具有完全钙化的外壳,并能在整个“定居”过程中停留在海绵的表面;后者的附着盘上具有膜状结构,能够迅速钻入寄主的组织中——也就是说,前者只是表面的粘附,后者则是深入到组织内部,与寄主产生了密不可分的组织联系。

藤壶:“自私”的“技术宅”?

人们之前认为海绵和藤壶之间是互惠互利的关系,藤壶通过寄生可以轻易获得营养物质以及海绵这一免费的“保镖”,而海绵则可以通过藤壶增强自身的骨架结构。但准确来说,这种共生是偏利共生,藤壶是得到好处更多的一方。海绵有自己的一套自我保护机制,藤壶的寄生所带来的帮助几乎是“杯水车薪”,这种寄生既不会使海绵造成损失,也不会使海绵有所收获。

对于海龟来说,藤壶的寄生就难搞了。被藤壶严重寄生的海龟游泳速度会变慢,被天敌捕食的几率也会升高。看到被藤壶寄生的海龟,很多人都想用刀具帮海龟清除掉这些藤壶,但事实上这种做法的风险很大,因为藤壶和海龟的机体组织紧密结合在一起,稍有不慎就会对海龟造成创伤,放到海水中很可能会使伤口发炎。

正确的做法是:将海龟在淡水中浸泡一段时间,这样一来,藤壶就会因为忍受不了淡水的环境而死亡,这时候才可以除去藤壶并对海龟进行药物治疗。

对于座头鲸等大型须鲸来说,藤壶的寄生总体而言也是弊大于利。虽然有一种说法认为藤壶可以为座头鲸提供天然的“装甲”,让它们有更强的实力去对抗虎鲸,但只要稍加推敲就会发现这种说法是站不住脚的。

座头鲸对抗虎鲸最主要的攻击方式是借助胸鳍和尾鳍的摆动以及头部的冲撞,靠的是力量与速度,藤壶给座头鲸带来的实力加成几乎可以忽略不计。另外,藤壶寄生的范围往往是局部的,以头部、胸部、腹部为主,这些零星分布的藤壶所起到的防御效果并不明显,反而还会增加鲸类在游动时的阻力。

我个人更倾向于认为,藤壶给座头鲸带来的更多的还是困扰。没有藤壶的寄生,座头鲸完全可以活得更好,在游动时也能节省更多不必要的能量开支。

无论是海绵、海龟还是大型的须鲸,藤壶凭实力“死宅到底”,虽说是为了混吃混喝,但所有的“死皮赖脸”只不过是为了自己活下去罢了。毕竟大自然的生存与竞争是非常残酷的,为了活下去,藤壶也不得不采取这种特殊的生存策略。

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