刷新認知,海星平時並不是撈起來的樣子

2022年04月29日10:00

  大家平時看到的海星都是梆硬的,硬到沒法吃。所以問題就來了,海星這麼硬,那還怎麼移動,還怎麼生娃?這不合理啊。

  其實,海星在很多情況下確實不硬。你一定沒有見過這樣的海星——

  這不是史萊姆,而是海星。派大星沒有騙人。

  實際上,包括海星、海參在內的所有棘皮動物(echinoderms)都可以這麼幹,因為它們體內有一種特殊的物質——可變膠原組織(MCT)。

  動物體內都有膠原組織,如韌帶、肌腱、皮膚的主要成分就是膠原組織。實際上我們平時燉煮肉的時候,燉煮的就是膠原組織,因為肌肉組織本身不用煮也很嫩,硬的是膠原組織,燉煮的化學物理過程就是為了讓膠原組織分解。

  一般動物體內的膠原組織的硬度不能隨意誌改變,而隨著動物的衰老,膠原組織會慢慢變硬,不過這個過程是不可逆的,這就是為什麼老母雞要燉久一點。

  但是,棘皮動物是世界上唯一可以自如調整自身膠原組織硬度和形態的動物,沒有其他任何動物能做到這一點。這個過程也是飛快:棘皮動物的可變膠原組織可以在幾秒內改變自身的物理性質,從堅硬變得柔軟。

  如果你不能理解可變膠原組織的強悍,那我們可以用人體來類比。人體內變形能力最強的膠原組織恐怕就只有雌性哺乳動物的宮頸了。

  在生產時,雌性哺乳動物原本硬硬的宮頸會變軟,方便胎兒滑出。可是,這個過程要花數小時甚至數天。如果人類的宮頸和棘皮動物的變形能力一樣強,胎兒就可以像火箭一樣噴射而出,孩娘也不用這麼受罪了。

  具有可以變軟的膠原組織是不是意味著棘皮動物很好吃呢?

  吃貨不要激動啊,如果你愛吃的是純“肉”,也就是肌肉蛋白,那還是放過它們吧,棘皮動物的肌肉組織分散在膠原組織里,相當於一堆韌帶里藏著一小丟肌肉,咬下去吃了個寂寞。當然如果你就愛吃膠原蛋白,那可變膠原組織滿滿的海參能滿足你。

  從演化的角度來看,棘皮動物的成功和可變膠原組織密不可分,因為可變膠原組織為棘皮動物提供了防禦力和機動性,以及無性繁殖的能力。

  海星能抓住岩石不被浪打翻,或者藏在犄角旮旯的地方,靠的就是可變膠原組織。

  海星單手生娃,也是靠可變膠原組織賦予的“斷掌”能力。

  當然了,棘皮動物的許多疾病也和可變膠原組織有關。

  比如,海星覺得自己快要窒息的時候,“胳膊肘子”就會自己溜了,這種疾病叫做海星消耗性疾病(sea star wasting disease),它的直接原因就是可變膠原組織自行切割了。

 

  同樣是棘皮動物的海參也有類似的毛病。海參養殖業經常會遇到海參自己化成稀泥的疾病——自溶(autolysis)。這也是因為海參的可變膠原組織自行發生了“便”化。

  關於可變膠原組織的變形原理,相關研究還很初步。

  我們現在所獲的的知識是,可變膠原組織是由紡錘形的膠原纖維構成的,它們平時通過交聯的方式連接在一起,但可以在一定條件下互相分離。一般認為,在可變膠原組織變形時,這些膠原纖維之間會相互滑動,但本身並沒有變長或變短。

  可變膠原纖維是紡錘形的,平時通過交聯的方式連接在一起,但可以在一定條件下互相分離。圖片來源:Karen Connolly/CreatureCast

  一些傳統的神經遞質,比如乙酰膽堿、腎上腺素可以控制膠原組織變形。在外界刺激下,比如被人擼了以後,海星和海參就會變硬。

  話說回來,棘皮動物的預設設置就是硬硬的,因為可變膠原組織硬化所需的能量比軟化要少。這也是為什麼海里撈上來的(被人摸了),還有死了的海星和海參通常都是梆梆硬的。

  說到這裏,一個困擾大家多年的童年疑問也得到瞭解釋。小美人魚身上掛的海星是活的還是死的呢?

  答案是活的。因為死掉的海星會變硬掉下來,只有活著的海星才能主動控制自己扒拉住小美人魚的胸部啊。

  派大星:剛強是不由自主,溫柔是用心良苦。

  封面來源:NOAA Australian Institute of Marine Science

  參考資料:

  https://docs.qq.com/doc/DVEJ2YmZrdmxkYkhx

  本文轉自把科學帶回家

  文章來源 | 把科學帶回家(id:steamforkids)

  撰文 七君

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