海蜘蛛用腸道輸送氧氣

為了保持血液和氧氣在周身流動，大部分動物都依賴於跳動的心臟。但7月10日，研究者在現代生物學雜誌上發文稱，海蜘蛛利用了另一種獨特的方式：通過泵動他們的腸道將血液和氧氣輸送到身體大部。

研究者稱，海蜘蛛首先具有不同尋常的腸道。

蒙大拿大學的H.Arthur Woods稱：「我們的腸道位於身體中心，囿於一個體腔內，但海蜘蛛的腸道卻多次分叉，腸道管一直延伸到每條腿的末端。事實上，海蜘蛛腸道是『空間填充』的，在身體中無處不在，正如我們的循環系統就是空間填充並且無處不在。」

藝術處理，不代表真實解剖結構。credit: 煎蛋畫師BC

那麼，他們如何利用這一支狀系統來運輸液體呢？答案就是腸道蠕動。實際上，人類腸道也會蠕動，即肌肉一波一波無意識的收縮與舒張，以此混合腸道內容物並使其沿著腸道移動。海蜘蛛直接從角質層攝取氧氣，其蠕動波比消化所需有力得多。

Woods和他的同事們在一次探索名為「極化巨大症」現象的南極洲考察之後實現了這一發現。科學家早已注意到極地物種，包括巨型海蜘蛛，相比他們位於更高溫度或者熱帶的近親身體更大。這種趨勢引發了大量關於極地物種如何調控基本生命過程的迷人問題，包括如何為身體攝入足量氧氣。

海蜘蛛成為一個很好的研究生命體的原因之一是「他們非常瘦削，利用顯微鏡能輕易地看透他們的身軀。」Woods在麥克默多南極洲站的第一個季節中，花費了「大量時間單單看海蜘蛛體內的血液流動和腸道。」

他很快意識到海蜘蛛的心臟只會無力地跳動。他們的心臟不會將任何血液運輸到中心部位之外。相對的，他注意到，他們的腸道表現出了非常強力和有組織的蠕動收縮波。

他說道：「那正是我的『啊哈』時刻。考慮到可能所有這些血液和腸道的晃動可能並不是為了消化，而是運輸呼吸氣體。」

研究者隨後在12種海蜘蛛上進行了一系列的實驗，包含血淋巴和腸道中示蹤物的顯微鏡錄像以及實驗操控腸道的收縮能力，最終測試並確認了這一假說。

研究者稱這一發現凸顯了動物們遭遇問題所進化出的大量不同解決方案。尚不清楚海蜘蛛的空間填充腸道是否最開始只是單純用於消化功能，呼吸功能是後來才出現的或者反之。

Woods說未來的化石發現可能將幫助回答這種動物獨特的呼吸策略的進化起源。探索其他具有類似複雜腸道結構的節肢動物的氣體傳輸方式也是有價值的。

論文原文：https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.05.062

本文譯自 phys，由譯者 CliffBao 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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