蚂蚁森林|神奇海洋每日科普问答1月11日答案: 以下哪种海洋动物能用“排泄器官”呼吸? 正确答案:海参
提到海参,几乎人人都会立刻想到这是一种营养滋补的优质食材。即便没亲自品尝过,也肯定听过它们的大名、见过它们的样子。
一般是这样的:
新鲜海参,图片来源 hippopx
甚至是这样:
烹饪好的海参,图片来源 wikipedia
不过,多数人对海参的了解仅限于它是一道美味菜肴,除此之外知之甚少。
其实海参的特异功能可不少,不仅像海星一样能够自切再生(毕竟都是棘皮动物门的成员),还拥有一个功能强大、无所不能的超级肛门。
这是从何说起?一起来看看吧。
01
排泄功当然是最重要的
既然要说肛门,那就不得不说其最基本的功能——排泄。
海参的身体通常呈圆柱形,背腹稍扁,肛门就位于身体末端,肛门周围一般具有细小的乳突或钙质骨板。
与肛门相对,海参的口位于身体前端。多数海参以海洋中的浮游生物以及腐败的有机物为生,它们常常张开口周围的触手,从水流中抓取食物,有时也会主动用触手从海底砂砾中搜寻食物。
海参是砂砾上觅食,图片来源wikipedia
不少海参直接以海底的沉积物为食,这其中自然包含大量不能消化的砂砾,但这些海参消化能力出众,能够在充分吸收营养物质后,将剩余砂砾排出体外。
看yue了
经过海参消化道处理的砂砾往往更加细腻、纯净、均匀,这使海参获得了海中清道夫的美誉(跟陆地上的蚯蚓差不多)。
一只成年海参一年可以吞下超过45公斤的沉积物,这样对海床沉积物的均质化非常重要。
海参的便便,图片来源wikipedia
02
用来呼吸也很不错
其实,对于海参来说肛门更为重要的一项功能是呼吸,这和海参特有的呼吸器官——水肺(也叫呼吸树,主要见于枝手目、楯手目和芋参目)有关。
海星的肠管末端膨大,形成泄殖腔,在肠与泄殖腔的交界处,向身体两侧发出一对细管,细管分支再分支,这样逐级细分,形成树状结构(和我们的肺部气管不断分支类似),这就是海参从水中获取氧气的场所。
体腔两侧的分支结构就是呼吸树,图片来源 davisinvertebrates
随着海参肛门有节奏地收缩与舒张,水流不断进出肛门,流经呼吸树,气体交换就在呼吸树分支的薄壁上进行,氧气由此进入海参的体腔。
除了气体交换,呼吸树也承担了一部分排泄的功能,将海参代谢生产的含氮废物以氨等形式排出体外。
03
偶尔也能吃饭
除了排泄和呼吸,海参的肛门偶尔也用来吃饭(对,它们有嘴,但偶尔也直接从肛门摄取食物)。
同位素标记实验显示,海参可以通过呼吸树吸收营养物质,再将其转移到肠道,呼吸树内部的组织切片也支持了这一观点:呼吸树中具有类似于肠道微绒毛的结构。
呼吸树内腔有微绒毛分布,图片来源 Invertebrate Biology
研究人员还是呼吸树附近发现了不少藻类和微生物,都是海参用肛门吃进去的。
虽然用肛门进食不是海参的主要进食途径(主要还是从口进食),但这种方式似乎是海参进食方式的一个重要补充,在让海参有机会获取更多营养物质。
04
还是防御的秘密武器
海参的肛门还能在它们遇到天敌时成为帮其逃生的秘密武器,这和海参泄殖腔附近的居维氏管(Cuvierian organ)有关。
居维氏管是海参的防御器官,在海参体内,这种潜在的秘密武器可多达数百条。当海参感受到压力时,它们会背对捕食者(或好奇的研究人员),急剧收缩体壁肌肉,张开肛门,将居维氏管迅速喷出,以迷惑对手。
海参喷出居维氏管,图片来源 nationalgeographic
居维氏管遇水后迅速膨胀,长度能延伸到原来的20倍,而且,这些白色丝状物粘性很强,在十几秒之内就能缠绕住潜在的捕食者(比如小鱼或螃蟹),为海参赢得逃跑的时间。
这么看来,居维氏管是个消耗物,用一次少一点。不过不用担心,居维氏管虽然不能回收再利用,但其再生能力很强,用不了多久消耗的居维氏管就能得到补充。
有时候,仅仅喷出居维氏管不足以缠住敌人,这是海参就会狠狠心,将呼吸树以及其他内脏器官一起从肛门射出,抵抗并迷惑敌人,自己乘机溜之大吉。
海参喷出内脏,图片来源 aquaanimalia
丢失内脏的海参只要能虎口脱险,从不了太久(30-50天)就会长出新的器官,这再生能力,不愧是海星的亲戚。
05
甚至是某些动物的家
能吃能喝能呼吸能御敌,海参肛门这么厉害,于是就被海洋中的一些小动物盯上了。它们住进了海参体内,通过肛门自由出入,与海参形成了共生或寄生关系。
海参是我家,图片来源 cool green science
最典型的例子就是伦氏底潜鱼,它们与海参建立了稳定的共生关系(潜鱼科的很种都喜欢寄生在海参体内)。
成年潜鱼住在海参的泄殖腔中,借以躲避天敌的攻击并获取食物(海参的肛门有水流进出,可以为潜鱼带来食物)。
许多蠕虫以及一些蟹类(比如紫斑光背蟹)也会居住在海参体内,由海参为其提供庇护。一只海星体内常常同时容纳了多位房客(在一次实验中,一只海参肛门里游出了14条潜鱼)。
潜鱼从海星肛门出入,图片来源 animaldiversity
很多时候,这种共生对海参并无益处,海参甚至可能因为“菊部”房客的频繁出入而受伤,这房东当得也是很无奈。
了解了这么多海参肛门的妙用,是不是发现再也无法直视海参了?