吃太多了,肚子先長肉,這是很多人的煩惱。對人類來說,吃下去的多余脂肪被消化吸收后,會先進入血液,再進入內(nèi)臟,然后是腰腹,接下來就是屁股、四肢、面部。這也是為什么經(jīng)??吹揭粋€人長胖先胖肚子。
但,我們的紅燒???,不對,海葵,它吃多了不長肚子,長胳膊!
吃得越多,長的“胳膊”也越多
如果你用某度搜索海葵,第一頁里必然出現(xiàn)這些搜索結(jié)果:海葵怎么吃?海葵怎么做???墓π??這就是吃貨的力量。
??拈L相,乍一看以為是植物,但其實它是一種動物,而且還是吃肉的動物。??妒秤玫墓ぞ呤撬鼈兊挠|手,也就是“胳膊”。觸手上都是刺絲囊,刺細胞的頂端有一個刺針,滲出的毒液可以麻痹獵物。
一個成體星蟲愛氏???圖源:Wikipedia
但你怎么都想不到,它的觸手數(shù)量居然和它的胃口成正比,即,吃的愈多,觸手愈多。
科學(xué)家怎么知道的?
當然是用檢驗真理的萬金油--做實驗。艾薩姆?·?伊克米(Aissam Ikmi)是研究發(fā)育生物學(xué)的科學(xué)家。他在實驗室里養(yǎng)了一些海葵。有一天他發(fā)現(xiàn),這些??倪M食量和觸手數(shù)量之間似乎存在聯(lián)系。
一般來說,海葵剛出生的時候,只有四個基本觸手。
??挠|手發(fā)育過程,長出了最初的四個小觸手 圖源:Anniek Stokkermans/Embl
隨著身體的發(fā)育,觸手越長越多。不同的種類的??匠赡甑臅r候會有不同數(shù)量的觸手。星蟲愛氏??‥dwardsia sipunculoides)成年之后會有16個觸手。
幼體星蟲愛氏???個觸手,成年后會有16個觸手 圖源:文獻1
有些時候,伊克米給的食物比較多,??奶炀涂梢蚤L出一對新的觸手。但如果,給它們的食物比較少,它們長“胳膊”的速度就比較慢。
根據(jù)這一觀察,科學(xué)家做出了一個假設(shè),即??缘迷蕉?,觸手越多。
但這些只是科學(xué)家的簡單觀察和推測,并沒有大量的數(shù)據(jù)來支撐這一想法。因此,接下來他就要驗證自己的假設(shè)。
伊克米養(yǎng)了超過1000個星蟲愛氏海葵(Edwardsia sipunculoides),用豐年蝦喂養(yǎng)它們。
豐年蝦,海葵的食物 圖源:Wikipedia
實驗過程中,研究人員讓??蕊枎滋?,再餓幾天,不斷循環(huán),然后記錄它們長出觸手的數(shù)量和位置。實驗一直持續(xù)了6個多月。最后,研究人員將結(jié)果繪制成一張“觸手圖”,即??|手長出順序的圖。
幼體到成體的觸手發(fā)育順序圖源:文獻1
研究發(fā)現(xiàn),沒吃飽的時候,??|手增長變慢,甚至不長觸手了。但如果食物一給足,它們馬上重新煥發(fā)生機。
要得到嚴謹?shù)膶嶒灲Y(jié)果,只是觀察數(shù)量還是不夠的,還得做定量分析。
科學(xué)家用赫斯特染色法,對??M行了染色,這樣就可以在熒光顯微鏡下觀察標識的DNA。
下圖中,白點就是標識的DNA??梢郧宄乜吹?,喂食的情況下,DNA數(shù)量明顯更多,這說明它發(fā)育速度較快。不喂食的情況下,DNA數(shù)量明顯減少,說明它的發(fā)育速度比較慢。
圖源:參考文獻1
之后,科學(xué)家又用了另一種染色劑,氟硼熒(BODIPY),對??M行染色。這里插個話,氟硼熒,這是一種熒光染料,特別適合活體細胞的染色。氟硼熒只能吸收和發(fā)射的波長范圍是,小于600nm的可見區(qū)域,發(fā)綠光。很酷對不對!
在紫外線下才發(fā)光的氟硼熒,正常光照下不會發(fā)光 圖源:Wikipedia
經(jīng)過染色,在紫外光下,吃飽了食物的??|手生長的位置綠色熒光特別明顯,說明細胞活躍,而那些沒吃東西的海葵則反之。
圖源:文獻1
這些實驗結(jié)果,都說明了一個問題,吃得越多,長的“胳膊”越多,而且更快。
科學(xué)家還注意到,當某些??麄€體不產(chǎn)卵時,它們會長出更多的觸手,這表明它們將原本用于繁殖的能量,用來發(fā)育觸手了。
這個結(jié)果不僅限于本實驗中的實驗對象—星蟲愛氏海葵,也適用于其他海葵。比如一種俗稱垃圾葵(Aiptasia)的??麑?,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們在缺乏食物的時候,長的觸手也會變得短小,甚至長不出來觸手。
垃圾葵 圖源:www.thesprucepets.com
其它動物缺少食物的時候,只能挨餓等死,而對于??麃碚f,挨餓的時候能在一定程度上控制營養(yǎng)信號的相關(guān)通路,來控制觸手的發(fā)育,少長幾根觸手。觸手少幾根沒啥事,畢竟還是小命比較重要,有了食物的時候再多吃點就長回來了。
假如你看到一只??案觳病北容^少,可能只是餓壞了……
參考文獻:
Ikmi, A., Steenbergen, P.J., Anzo, M. et al. Feeding-dependent tentacle development in the sea anemone Nematostella vectensis. Nat Commun 11, 4399 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18133-0
R?decker, N., Chen, J.E., Pogoreutz, C. et al. Nutrient stress arrests tentacle growth in the coral model Aiptasia. Symbiosis 78, 61–64 (2019). https://doi.org/10.1007/s13199-019-00603-9
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