吃多了肚子容易长赘肉?对于它来说只是长胳膊而已

作者:苏澄宇 来源:科普中国-科普融合创作与传播发布时间:2020-09-25

吃太多了,肚子先长肉,这是很多人的烦恼。

对人类来说,吃下去的多余脂肪被消化吸收后,会先进入血液,再进入内脏,然后是腰腹,接下来就是屁股、四肢、面部。这也是为什么经常看到一个人长胖先胖肚子。

但,我们的红烧海葵,不对,海葵,它吃多了不长肚子,长胳膊!

吃得越多,长的“胳膊”也越多

如果你用某度搜索海葵,第一页里必然出现这些搜索结果:海葵怎么吃?海葵怎么做?海葵的功效?这就是吃货的力量。

海葵的长相,乍一看以为是植物,但其实它是一种动物,而且还是吃肉的动物。海葵捕食用的工具是它们的触手,也就是“胳膊”。触手上都是刺丝囊,刺细胞的顶端有一个刺针,渗出的毒液可以麻痹猎物。

一个成体星虫爱氏海葵 图源:Wikipedia

但你怎么都想不到,它的触手数量居然和它的胃口成正比,即,吃的愈多,触手愈多

科学家怎么知道的?

当然是用检验真理的万金油--做实验。艾萨姆 · 伊克米(Aissam Ikmi)是研究发育生物学的科学家。他在实验室里养了一些海葵。有一天他发现,这些海葵的进食量和触手数量之间似乎存在联系。

一般来说,海葵刚出生的时候,只有四个基本触手。

海葵的触手发育过程,长出了最初的四个小触手 图源:Anniek Stokkermans/Embl

随着身体的发育,触手越长越多。不同的种类的海葵到成年的时候会有不同数量的触手。星虫爱氏海葵(Edwardsia sipunculoides)成年之后会有16个触手。

幼体星虫爱氏海葵有4个触手,成年后会有16个触手 图源:文献1

有些时候,伊克米给的食物比较多,海葵三四天就可以长出一对新的触手。但如果,给它们的食物比较少,它们长“胳膊”的速度就比较慢。

根据这一观察,科学家做出了一个假设,即海葵吃得越多,触手越多。

但这些只是科学家的简单观察和推测,并没有大量的数据来支撑这一想法。因此,接下来他就要验证自己的假设。

伊克米养了超过1000个星虫爱氏海葵(Edwardsia sipunculoides),用丰年虾喂养它们。

丰年虾,海葵的食物 图源:Wikipedia

实验过程中,研究人员让海葵先饱几天,再饿几天,不断循环,然后记录它们长出触手的数量和位置。实验一直持续了6个多月。最后,研究人员将结果绘制成一张“触手图”,即海葵触手长出顺序的图。

  

幼体到成体的触手发育顺序图源:文献1

研究发现,没吃饱的时候,海葵触手增长变慢,甚至不长触手了。但如果食物一给足,它们马上重新焕发生机。

要得到严谨的实验结果,只是观察数量还是不够的,还得做定量分析。

科学家用赫斯特染色法,对海葵进行了染色,这样就可以在荧光显微镜下观察标识的DNA。

下图中,白点就是标识的DNA。可以清楚地看到,喂食的情况下,DNA数量明显更多,这说明它发育速度较快。不喂食的情况下,DNA数量明显减少,说明它的发育速度比较慢。

图源:参考文献1

之后,科学家又用了另一种染色剂,氟硼荧(BODIPY),对海葵进行染色。这里插个话,氟硼荧,这是一种荧光染料,特别适合活体细胞的染色。氟硼荧只能吸收和发射的波长范围是,小于600nm的可见区域,发绿光。很酷对不对!

在紫外线下才发光的氟硼荧,正常光照下不会发光 图源:Wikipedia

经过染色,在紫外光下,吃饱了食物的海葵,触手生长的位置绿色荧光特别明显,说明细胞活跃,而那些没吃东西的海葵则反之。

图源:文献1

这些实验结果,都说明了一个问题,吃得越多,长的“胳膊”越多,而且更快。

科学家还注意到,当某些海葵个体不产卵时,它们会长出更多的触手,这表明它们将原本用于繁殖的能量,用来发育触手了。

这个结果不仅限于本实验中的实验对象—星虫爱氏海葵,也适用于其他海葵。比如一种俗称垃圾葵(Aiptasia)的海葵属,科学家发现它们在缺乏食物的时候,长的触手也会变得短小,甚至长不出来触手。

  

垃圾葵 图源:www.thesprucepets.com

其它动物缺少食物的时候,只能挨饿等死,而对于海葵来说,挨饿的时候能在一定程度上控制营养信号的相关通路,来控制触手的发育,少长几根触手。触手少几根没啥事,毕竟还是小命比较重要,有了食物的时候再多吃点就长回来了。

假如你看到一只海葵“胳膊”比较少,可能只是饿坏了……

参考文献:

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

Rädecker, 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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