深藏心中的疑問：家里用的海綿，真的是一種動物嗎？

2020-08-22 13:11

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

原創(chuàng) 張小蜂物種日歷

你知道動畫《海綿寶寶》里四四方方、渾身洞洞、像是奶酪的主角嗎？這塊既能通過濾食海水補(bǔ)充能量，又長著一張大嘴吃四方的可愛黃海綿深入人心。

“為什么不問問神奇海螺呢？”圖片：SpongeBob SquarePants

說到海綿，我們腦海里浮現(xiàn)的大概率還是洗澡用的沐浴海綿或者刷碗刷盤子用的清潔海綿，這些摸起來軟軟的、表面布滿小孔、略讓人密恐發(fā)作的物品，對我們生活的幫助實(shí)在是太大了。它們不僅具有高吸水性，而且無論怎么“受虐待”，只要你一松手便會回到最開始的形狀，可塑性良好。

清潔好幫手，吸水性和可塑性都一級棒。圖片：Pixnio

今天得益于材料學(xué)的發(fā)展和高分子材料的應(yīng)用，我們能如此方便地購買到便宜的海綿用品——這些“海綿”是由木纖維素纖維或發(fā)泡塑料聚合物制成的多孔材料。但是要知道，在高分子材料應(yīng)用之前，人們可是得冒著風(fēng)險(xiǎn)從大海中獲取海綿的。

沐浴角骨海綿（Spongia officinalis）便是一種被人類大量采集的海綿原材料。

記住，海綿是動物

沐浴角骨海綿分布于地中海、加勒比海和西印度群島。由于經(jīng)常在沐浴時(shí)被使用，市場上就直接稱呼它為“沐浴海綿”。

克里特島市場上出售的海綿。圖片：Wolfgang Sauber / wikimedia

在市場上，干燥后的沐浴角骨海綿呈黃白色，大小不一，形狀也多變，看起來就像是曬干的海藻?；钪臅r(shí)候，沐浴角骨海綿多呈灰紫色，在海底的礁石等物體上呈不規(guī)則生長，一動也不動，即使用手去撕扯它們也沒有任何反應(yīng)——即使是林奈大神，1759年命名海綿屬（Spongia）時(shí)也把它歸到了藻類植物門。

那么注意了，海綿是動物。

活著的海綿。圖片：IntotheBlue.it

海綿動物是非常原始的多細(xì)胞動物，起源可追溯到5.8億年前的寒武紀(jì)前期。中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎研究員在貴州發(fā)現(xiàn)了距今6億年的貴州始杯海綿化石，是迄今為止人類發(fā)現(xiàn)的最早的海綿化石。

貴州始杯海綿化石。圖片：Zongjun Yin / Phys

海綿不含組織和器官系統(tǒng)。它們結(jié)構(gòu)簡單，體壁由內(nèi)外兩層含扁平細(xì)胞的薄層和中間的中膠層組成，任你撕扯也感覺不到任何疼痛。它們的身體沒有固定的形態(tài)，身體中央由一中空的中央腔構(gòu)成，體壁上有許多小孔，在分類上被歸為多孔動物門（原先叫海綿動物門）?，F(xiàn)生的多孔動物門共分為4綱：鈣質(zhì)海綿綱、六放海綿綱、尋常海綿綱和同骨海綿綱。

圖上包括了最少四種海綿。圖片：Twilight Zone Expedition Team / NOAA-OE（2007）

多孔動物門與扁盤動物門一起構(gòu)成動物界系統(tǒng)演化樹上最先分離的一支——側(cè)生動物亞界（Parazoa）。這一亞界在胚胎發(fā)育階段的原腸胚形成過程中發(fā)生了逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象——?jiǎng)游飿O細(xì)胞向植物極細(xì)胞陷入，與大多數(shù)真后生動物的原腸胚發(fā)育相反。

呆在原地吃吃吃

海綿與海鞘、藤壺等海洋生物一樣，除了很短的幼年時(shí)期能夠在水中隨波逐流、自由生活，成年后它們便將身體固著于其它物體上終生不再移動。這類生物也被統(tǒng)稱為固著生物。

雖然不能走動，但絲毫不影響海綿吃東西。它們身體上分布著密密麻麻的小孔，小的是入水孔，大的是出水孔。它們通過振動體壁上的鞭毛，讓海水源源不斷流入身體的小孔內(nèi)，水中的碎屑、藻類等營養(yǎng)物質(zhì)被體壁上的領(lǐng)鞭毛細(xì)胞捕捉吞噬，剩下的海水再通過出水口流出體外。水溝系是多孔動物特有的結(jié)構(gòu)，海綿的攝食、呼吸、排泄等活動都是通過水溝系完成的。

固著生活的六放海綿綱偕老同穴屬的 Euplectella aspergillum，滿身是孔。圖片：Monterey Bay Aquarium Research Institute / NOAA

原始的海綿種類如白枝海綿屬（Leucosolenia）的水溝系是最原始、最簡單的單溝型結(jié)構(gòu)，水流從海綿身體上的小孔流入身體后便直接進(jìn)入中央腔。

一個(gè)生活狀態(tài)的Leucosolenia sp.海綿，它是單溝型結(jié)構(gòu)。圖片：easterncapescubadiving.co.za

在漫長的演化過程中，許多海綿通過增加體壁的褶皺、增加領(lǐng)細(xì)胞數(shù)量及分布面積，形成了雙溝型或復(fù)溝型的體壁結(jié)構(gòu)，這樣可以增加海綿利用水流攝食、代謝等活動的效率。不過，也有像肉食海綿這樣比較格澀的、不具備水溝系的類群，它們主要分布于深海，主要依靠身體表面的黏液和棘刺捕食小型甲殼動物。

單溝型、雙溝型、復(fù)溝型海綿結(jié)構(gòu)示意圖。圖片：Philcha / wikimedia

一個(gè)Cladorhizidae科海綿正在捕食一只小型甲殼動物。圖片：projects.ncsu.edu

堅(jiān)硬是它，柔軟也是它

如果你用手觸摸海綿動物，可能會發(fā)現(xiàn)它略微發(fā)硬且有粗糙感，因?yàn)楹＞d內(nèi)骨骼是由堅(jiān)硬的含鈣或含硅的骨針及海綿硬蛋白構(gòu)成的，骨針摸起來尤其扎手。但沐浴角骨海綿所在的海綿屬（Spongia）卻和馬海綿屬（Hippospongia）一樣具有柔軟的纖維狀外骨骼。

松軟的海綿外骨骼。圖片：kallerna / wikimedia

歐洲人很早便開始利用天然海綿作為頭盔內(nèi)柔軟的墊材或者沐浴時(shí)的清潔工具。在合成材料發(fā)明之前，為了獲得更多的海綿，希臘的卡林諾斯島（Kalymnos）甚至催生了“采綿人”職業(yè)，以潛水捕撈海綿為生計(jì)，這些”采綿人“將自己綁在一頭拴了石頭的繩子上，依靠石頭的重量將自己帶入水底采集海綿。到了20世紀(jì)中葉，過渡的采撈活動已經(jīng)導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐暮＞d瀕臨滅絕。