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这种生物身上没有任何蛋白质,却被捕食者抢着吃....

时间: 2020年07月03日 | 作者: 石云雷 | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
一直以来,科学家都十分疑惑:海月水母体内几乎没有碳水化合物、脂肪或蛋白质,却仍然被大量海洋生物捕食——这些捕食者究竟图什么?


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直到最近,他们有了一些新的发现。在海月水母体内,尤其是性腺组织中,含有丰富的不饱和脂肪酸。其中一些脂肪酸具有重要的生理功能,如花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。而海月水母被捕食的现象,或许向我们揭示了生物界中的饮食营养均衡。


撰文 | 石云雷


在海洋生态环境中,水母和鱼类一样,是食物链中十分重要的一环。但是,它为捕食者提供的营养成分似乎有点不一样。水母近乎全身透明,身体97%的体积由水组成。除此之外,它们的体内不含碳水化合物、脂肪以及蛋白质。而这三种营养物质,是为生物提供能量和和营养的关键物质。


让科学家惊奇的是,他们观察到水母会被大量生物捕食。例如,常见的海月水母(Aurelia aurita)会被包括一些鱼类、海龟、海鸟、甚至是自己的同类——煎蛋水母(Phacellophora camtschatica)和大型的水螅水母(Aequorea victoria)捕食。他们忍不住怀疑,这些生物是无意还是有意吃下了水母,它们都在吃什么呢?难道只是想单纯地补充一些水分吗?


实际上,这一现象的背后,揭示了在生物界普遍存在的饮食营养均衡。以人类的饮食为例,除了三种主要的供能物质(碳水化合物、脂肪和蛋白质)之外,我们还需要摄入多种维生素、矿物质以及一些稀有的营养成分。类似于缺乏维生素C会导致坏血病等,大量的研究显示,不摄入或少摄入一些营养物质,会导致人出现各种生理异常或者患上奇怪的疾病。而这一现象或也存在于海洋生物链中。


稀有的脂肪酸


在人和其他生物体内囤积的脂肪由甘油和脂肪酸组成。其中,脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。虽然在分子结构上,不饱和脂肪酸只是碳链上少了一些氢原子(氧化程度更低),但它们对人体的好处远高于饱和脂肪酸。除了提供能量之外,它们还能参与体内的信号通路、促进体细胞生长,以及作为前体转化为其他人体必需的成分。


当研究人员分析被冷冻的海月水母时,发现它们含有丰富的脂肪酸,其中不饱和脂肪酸的占比高达42.9%~54.7%。相对于身体的其他部分,其性腺中脂肪酸最丰富。其中3种不饱和脂肪酸吸引了研究人员的关注,它们分别是花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),其中ARA属于Ω-6族脂肪酸,EPA和DHA属于Ω-3族。


目前,科学家已经十分了解ARA、EPA和DHA对人体的价值,尤其是它们具有促进大脑发育、维持心脏健康等多种健康效益。人类能通过一些特定的生物途径合成这些脂肪酸,但由于合成量比较少,也需要通过饮食进行适当补充。而这3种脂肪酸广泛存在的深海鱼油或许是一个不错的选择。但是,这些脂肪酸并非全部由这些海洋鱼类合成。


对于鱼类等绝大多数生物(包括人类)来说,体内并没有足够的酶类,帮助它们将一些化合物转变为能满足自身所需的营养成分。而这些营养成分也被称为必需营养素,需要从一些特殊的食物中摄取。例如,深海鱼体内存在的大部分DHA,正是通过食物链逐级传递的。海洋中DHA最初的来源是海水中的一些藻类,如寇氏隐甲藻(Crypthecodinium cohnii)和裂壶藻(Schizochytrium)。


在这样的食物链中,海月水母也向位于它上方的大量捕食者传递了宝贵的稀有脂肪酸。利用这些不饱和脂肪酸,捕食者能实现一些重要的生理活动,如抑制过敏反应、炎症反应,实现神经活动、免疫功能和生殖功能。研究人员发现,捕食海月水母还存在一个优势,即在不同生长阶段,如成熟和未成熟阶段,海月水母体内的脂肪酸成分也并不相同,能为捕食者提供种类丰富的脂肪酸。因此,他们认为海月水母对于其捕食者来说,是饮食中的一个重要组成部分。


食物链上的海月水母


海月水母体内几乎不含有碳水化合物、脂肪和蛋白质等营养物质,它们也需要通过捕食进行补充。海月水母的食谱也十分丰富,包括各种浮游生物、软体动物、硅藻以及其他水母等。此前,科学家通过分析海月水母体内的消化酶,发现它们能消化食物来源的一些能源物质等,为生命活动供能。


海月水母一般生活在潜水区域,会聚集在一起在水中移动缓慢,更像是顺着海水漂流。因此,捕食者无需消耗太多能量,就能捕获并吃下大量水母。实际上,当这些捕食者想要靠近并捕食它们时,它们无法游开。一些研究者还观察到,海洋中的三文鱼捕食水母的速度比捕食虾的速度要快20倍。


还有一些研究发现,相对于没有性腺的水母,类似于海月水母这样具有性腺的水母更易被捕食。后者的性腺除了含有丰富的脂肪酸,还含有更多其他的营养成分,这些无疑也是让捕食者眼红的原因。南丹麦大学的海洋生物学家 Jamileh Javidpour表示:“我们之前认为,对于捕食者来说,水母更像是一种随机性猎物。但事实是,虽然捕食者吃一只海月水母并不能获得多少脂肪酸,但如果吃很多则能获得丰富的脂肪酸。”在每千克的水母(干重)中,总脂肪酸含量为7~34克。捕食这些水母,也足以满足多种海洋生物对脂肪酸的需求。 


参考链接:

https://phys.org/news/2020-06-jellyfish-calories-predators.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Aurelia_aurita

论文链接:

https://academic.oup.com/plankt/article/doi/10.1093/plankt/fbaa026/5856708