棘皮动物发光的生物学意义何在

棘皮动物发光的生物学意义何在?

在海洋动物中,从原生动物到鱼类广泛地存在着生物发光现象。而棘皮动物的发光,虽然在19世纪已经为人们所知,但对其发光机制和生物学意义,至今还意见分歧。

棘皮动物包括海星、蛇尾、海胆、海参、海百合五类。根据苏联海洋生物学家P.赫林不久前研究发现,在大多数栖居于大陆坡上的棘皮动物中,除海胆以外,其他种类都有发光出现。已知能发光的棘皮动物,有6种海星、2种蛇尾、2种海百合和8种海参。这些发光棘皮动物的标本,采于500~2700米深的海底。

在正常情况下,棘皮动物本身不会发光,要引起棘皮动物发光。必须磨擦它的突起,把它浸在淡水里,滴入福马林或双氧水溶液,才能观察到各种各样的发光。生活在海底的海参,身体背面发出许多小点的光亮,特别是在突起的末端更为明显,但是发光物质不向外分泌。有一种海星是浑身均匀发光,另外一种海星则是身体一定地方向外分泌出发光粘液,又一种叫钳棘栉海星则在卵巢位置的步带之间点点发光。有一种海百合全身发光,而另一种是点点发光。蛇尾是步带两侧发光,是由每一节的各个发光点组成步带两侧的发光线。

棘皮动物发出的光是浅蓝绿色和连续不断的闪光。经组织学研究表明,棘皮动物既没有固定的发光器官,又没有特殊的发光细胞,据推测是表面的颗粒上皮细胞或一种变形虫样的细胞发光。棘皮动物发光的生化机理,至今还不清楚。

对于棘皮动物发光的生物学意义,目前科学家们看法不一,P.赫林综合了以下三种主要假说:

第一种假说,发光是一种“警告的色彩”,告诉敌害,它所攻击的动物是不能食用的。可是,许多以底栖动物为食的鱼类,却最喜欢捕食发光的蛇尾类,“警告色彩”对它们来说是不起作用的,因此,有的海洋生物学家否定了这种假说。

第二种假说,发光可以使敌害迷失方向,或者吓退它们。可是,棘皮动物发出的微弱光线,未必能够使凶猛的动物眼花缭乱或迷失方向,相反倒可能引来凶猛者,难怪有很多深海凶猛鱼类就是捕食发光的饵料,再说有的捕食者不是利用视觉而是依靠嗅觉和触觉捕食的。所以这种假说又遭到一些科学家的反驳,认为是可疑而不可信的。

第三种假说,发光是动物的一种“痛苦的呼喊”,可能就是向它的同族发出的警报信号——必须躲藏起来。P.赫林和其他学者做过这样的实验:对棘皮动物用手触摸,或者以淡水、福马林、双氧水等有害因于刺激它们,这类动物就能发光,因此,推测在大自然中棘皮动物受凶猛的敌害攻击时就能发光。

P.赫林等科学家的结论性看法是,这三种假说只能解释棘皮动物发光的个别情况,不能解释整个发光现象,所以棘皮动物发光的生物学意义究竟何在,仍然是一个不解之谜。

(马惠娟)