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[四月份] 2018年物种日历 4月4日 沐浴角骨海绵

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发表于 2018-4-4 12:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
你知道动画《海绵宝宝》里四四方方、浑身洞洞、像是奶酪沐浴海绵的主角吗?这块儿既能通过滤食海水补充能量,又长着一张大嘴吃四方的可爱黄海绵深入人心。<物种日历还讲过它的朋友派大星>

“为什么不问问神奇海螺呢?”图片:SpongeBob SquarePants
但说到海绵,我们脑海里最先浮现的还是洗澡用的沐浴海绵或者刷碗刷盘子用的清洁海绵,这些摸起来软软的、表面布满小孔、略让人密恐发作的物品,对我们生活的帮助实在是太大啦。它们不仅具有高度的吸水性,而且无论怎么“受虐待”,只要你一松手便会回到最开始的形状,可塑性良好。

清洁好帮手,吸水性和可塑性都一级棒。图片:Pixnio
今天,得益于材料学的发展和高分子材料的应用,我们能如此方便地购买到便宜的海绵用品;这些“海绵”是由木纤维素纤维或发泡塑料聚合物制成的多孔材料。要知道,在高分子材料应用之前,人们可是得冒着风险从大海中获取海绵的。
记住,海绵是动物
今天的主角沐浴角骨海绵(Spongia officinalis)便是一种被人类大量采集的海绵原材料。沐浴角骨海绵分布于地中海、加勒比海和西印度群岛。由于经常在沐浴时使用,市场上对直接称呼它为“沐浴海绵”。

克里特岛市场上出售的海绵。图片:Wolfgang Sauber / wiki commons
市场上干燥后的沐浴角骨海绵呈黄白色,大小不一,形状也多变,看起来就像是晒干的海藻。活着的时候,沐浴角骨海绵多呈灰紫色,在海底的礁石等物体上呈不规则生长,一动也不动,即使用手去撕扯它们也没有任何反应。即使是林奈大神,1759年命名海绵属(Spongia)时也把它归到了藻类植物门。那么注意了,海绵是动物。

活着的海绵。图片:IntotheBlue.it
海绵动物是非常原始的多细胞动物,起源可追溯到5.8亿年前的寒武纪前期。中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员在贵州发现了距今6亿年的贵州始杯海绵化石,是迄今为止人类发现的最早的海绵化石。

贵州始杯海绵化石。图片: Zongjun Yin / Phys
海绵不含组织和器官系统。它们结构简单,体壁由内外两层含扁平细胞的薄层和中间的中胶层组成,任你撕扯也感觉不到任何疼痛。它们的身体没有固定的形态,身体中央由一中空的中央腔构成,体壁上有许多小孔,在分类上被归为多孔动物门(原先叫海绵动物门)。现生的多孔动物门共分为4纲:钙质海绵纲、六放海绵纲、寻常海绵纲和同骨海绵纲。

图上包括了最少四种海绵。图片:Twilight Zone Expedition Team / NOAA-OE(2007)
多孔动物门与扁盘动物门一起构成动物界系统演化树上最先分离的一支——侧生动物亚界(Parazoa)。这一亚界在胚胎发育阶段的原肠胚形成过程中发生了逆转现象——动物极细胞向植物极细胞陷入,与大多数真后生动物的原肠胚发育相反。
呆在原地吃吃吃
海绵与海鞘、藤壶等海洋生物一样,除了很短的幼年时期能够在水中随波逐流、自由生活,成年后它们便将身体固着于其它物体上终生不再移动。这类生物也被统称为固着生物。
虽然不能走动,但丝毫不影响海绵吃东西。它们身体上分布着密密麻麻的小孔,小的是入水孔,大的是出水孔。它们通过振动体壁上的鞭毛,让海水源源不断地流入身体的小孔内,水中的碎屑、藻类等营养物质被体壁上的领鞭毛细胞捕捉吞噬,剩下的海水再通过出水口流出体外。水沟系是多孔动物特有的结构,海绵的摄食、呼吸、排泄等活动都是通过水沟系完成的。

固着生活的六放海绵纲偕老同穴属Euplectella aspergillum,满身是孔。图片:Monterey Bay Aquarium Research Institute / NOAA
原始的海绵种类如白枝海绵属(Leucosolenia)的水沟系是最原始、最简单的单沟型结构,水流从海绵身体上的小孔流入身体后便直接进入中央腔。

一个生活状态的Leucosolenia sp.海绵,它是单沟型结构。图片:easterncapescubadiving.co.za
在漫长的演化过程中,许多海绵通过增加体壁的褶皱、增加领细胞数量及分布面积,形成了双沟型或复沟型的体壁结构,这样可以增加海绵利用水流摄食、代谢等活动的效率。不过,也有像肉食海绵这样比较格涩的、不具备水沟系的类群,它们主要分布于深海,主要依靠身体表面分泌的黏液和棘刺捕食小型甲壳动物。

单沟型、双沟型、复沟型海绵结构示意图。图片:Philcha / wiki commons

一个Cladorhizidae科海绵正在捕食一只小型甲壳动物。图片:projects.ncsu.edu
坚硬是它,柔软也是它
如果你用手触摸海绵动物,可能会发现它略微发硬且有粗糙感,因为海绵内骨骼是由坚硬的含钙或含硅的骨针及海绵硬蛋白构成的,骨针摸起来尤其扎手。但沐浴角骨海绵所在的海绵属(Spongia)却和马海绵属(Hippospongia)一样具有柔软的纤维状外骨骼。

松软的海绵外骨骼。图片:kallerna / wiki commons
欧洲人从很早便开始利用天然海绵作为头盔内柔软的垫材或者沐浴时的清洁工具。在合成材料发明之前,为了获得更多的海绵,希腊的卡林诺斯岛(Kalymnos)甚至催生了“采绵人”职业,以潜水捕捞海绵为生计,这些”采绵人“将自己绑在一头拴了石头的绳子上,依靠石头的重量将自己带入水底采集海绵。到了20世纪中叶,过渡的采捞活动已经导致当地的海绵濒临灭绝。

希腊“采绵人”示意图。图片:NOOR Images
海绵不单是清洁工具。现代医学研究发现,沐浴骨海绵等种类含有的二倍半萜类化合物具有抗炎作用,其衍生物有持续性降压作用。其医用价值值得研究。
是不是,对海绵宝宝刮目相看?

图片:Giphy
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让岁月凝结成文明,让我遇见你。2018年《物种日历》,每日零点,一同品鉴文明。

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发表于 2018-4-4 12:09 来自手机 | 显示全部楼层
很喜欢这篇文章
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发表于 2018-4-5 07:28 来自手机 | 显示全部楼层
学习长见识了
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发表于 2018-4-6 15:08 来自手机 | 显示全部楼层
全民科普
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发表于 2018-4-7 08:24 来自手机 | 显示全部楼层
全民科普
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发表于 2018-4-7 15:40 来自手机 | 显示全部楼层
谢谢分享
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发表于 2018-4-9 09:57 来自手机 | 显示全部楼层
涨姿势了
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发表于 2018-4-10 21:24 来自手机 | 显示全部楼层
有时间带着孩子一起看
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发表于 2018-4-11 11:21 | 显示全部楼层
涨姿势了
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