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科学家发现长达45米的世界最长动物，挑战生命个体定义

图片来源：monterey bay aquarium
世界上身体最长的动物是什么？你可能会想到体长三十多米的海洋巨无霸——蓝鲸，但最近科学家在澳大利亚发现的管水母长度达到惊人的45米，其也被称为世界上最长的动物。管水母是由许多有独立动物生命特征的个体组成的群居动物，因此它也让科学家开始怀疑，之前对生命个体的定义是否需要修改。
撰文丨杨心舟
最近，来自施密特海洋研究所的科学家在澳大利亚南部海域发现了一种奇特的生物，而它也被这些科学家称为世界上最长的动物。当时，\"Falkor\"号研究船的船员正通过遥控无人潜水器在深海峡谷深处进行勘测和探索，在该过程中，他们意外地发现了这一生物。
这只属于Apolemia 属的管水母非常复杂，因为严格意义上来说它其并不是一个生命体。相反，它是一种群居生物，由髓状和多形体的游动孢子（zooid）连接组合在一起，聚集成的一个有功能的新生命个体。

研究发现的管水母 图片来源：施密特海洋研究所
这次发现的管水母大约长达45米，其长度比最大的海洋动物——蓝鲸还要长，后者最长约30多米。管水母是一种半透明的，线条状的生物，其生存状态有点类似于珊瑚，其由许多更小的生物个体组成，这些组成的个体也被称作“zooid”（游动孢子）。这种游动孢子是形成管水母这个复杂生物体的小成员，不过游动孢子的本质也是多细胞生物。
所有的游动孢子都起源于一个最初的受精卵，后续会通过约1000次的克隆产生更多的游动孢子，最终形成更复杂的管水母。因此，这些游动孢子的基因是完全一样的。单独来看，这些游动孢子和其他动物一样具备自我生存结构，不过它们并没有选择独立生存，而是与其他游动孢子紧密连接，成为了群居动物。
奇特的生存方式
尽管和珊瑚等群居生物有着如此多的相似性，管水母仍然与它们有着两个重要区别。第一就是管水母的游动孢子会特异性地具备一种功能，不同的游动孢子会被赋予不同的特性，当它们获得一种功能后，将失去执行其他功能的能力。
比如，有一些游动孢子会演变成泳钟，它们能规则地排列在管水母顶端，靠着肌肉节律收缩推动管水母进行移动，但这些游动孢子只能执行这单一功能；而具备捕食功能的游动孢子，则会有细长的触手，负责捕捉食物并送进管水母体内交由另一类虹吸管个体进行营养摄取，后面两种游动孢子就只有这两种功能，不能提供游动能力。
早在2005年，耶鲁大学的生态学家Casey W. Dunn就根据管水母的组织水平和特性将它分成了两个亚目——Cystonectae和Codonophora。相对来说，Cystonectae发育过程和其他的管水母不同，并且机制也不太清楚，已知属于该种属的管水母只有5类。而Codonophora就属于常见的管水母了，这种聚集动物能分成明显的两个生长区域，两个区域都能在生命历程中通过出芽过程形成新的游动孢子。其中一个生长区域被称作泳体区（Nectosomal），主要负责产生泳钟；另一个则被称作管水母下体区（Siphosomal），这个部分要更加复杂，其中的游动孢子能蕴含更多的功能，比如捕食、繁殖和保护。

管水母另外不同于其他物种的地方就是，这些特殊的游动孢子会有固定的排列方式，并且在同一种属中都是一样的，但是物种间却可能有不同的排列方式。在这种情况下，每个具有独立生存能力的游动孢子一起形成了更加复杂的生命体，也就是管水母。
个体的定义
当然，这种生物除了长度上非常长，也让生物学家看到了个体定义的复杂性。因为管水母的每一个游动孢子都来自最初的受精卵，它们本身就已经是多细胞生命体，并且特性和科学界定义的其他动物一样。那么我们该称游动孢子是一个生命体，还是整个管水母为一个生命体呢？
人类在漫长的演化史中，演化出了肠胃来消化食物，肺部来进行呼吸，肾脏进行泌尿和过滤废物。但是，这些都是单细胞的行为，我们通过精妙的方式让细胞组装成了我们所需要的器官来工作，而管水母不一样，它从头至尾就依靠一个受精卵不断克隆而来，最终不同的克隆体有了不同的功能。“因此，是管水母自己将自己变成了器官。”布朗大学的Stefan Siebert表示，他是这次研究团队的一员。这就好比说，你的肝脏宣布独立称：“我”是一个独立的生命体，只是“我”哪里都去不了。
而想要回答个体是什么这个问题，也因为管水母变得更加复杂。当我们把个体这一概念拆开，分成环境个体、行为个体和演化个体时，管水母也有着不同的答案，从环境个体来说，判断其是不是一个个体的标准其能否独立地进行捕食，这一点上来说，管水母是生命个体；而管水母的功能区分，有着独立的行为，因此行为上管水母也是个体。

管水母 图片来源：monterey bay aquarium
但从演化上来说，所有的游动孢子都有着相同的基因，而且有着一个克隆源头，并且几乎是同时生存同时死亡的，因此管水母确实是个体的基础，只是演化让它形成了这样的生存模式。不过，如果我们在演化树上寻找这些游动孢子的根源，就会发现它们在其他物种就相当于水螅体，而水螅体在其他物种中是能独立生存的，也能被称作生命个体，因此演化上来说，游动孢子也能被称作生命个体。
“不仅是个体问题，群居问题也变得复杂，”Siebert表示，“既然管水母是群居性动物，那我们也可以说是由单细胞组成的群居性动物，”在他看来，这个问题需要对动物演化研究得足够透彻才能解释的清楚，现在只能说管水母应该算得上个体中的个体。
当然，这也不是该研究团队第一次下海探索珍奇物种了。在澳大利亚南部海岸附近有着许多至今没有人勘探的海底峡谷。早在今年3月，他们就通过水下机器人对其中三个大峡谷进行了勘探，在这片水下既有生机勃勃的珊瑚群，也有着已经死去的灰白珊瑚坟墓。

研究团队发现的珊瑚坟墓
在这片连接着南极海域、印度洋和太平洋的海域，也是对气候变化最敏感的区域，在海洋下的峡谷一直迎接着变暖的南极海水的第一波冲击。而其中各异的生物和这些生物坟墓和宝藏也讲述着遥远过去和眼下发生的演化事件。除了长度惊人的管水母，在这里，未来必定还将有更多动物将向我们展示地球生命的神奇和绝妙。
有关管水母的更多信息，可参考以下文献：
https://anatomypubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/dvdy.20483
本文由微信公众号“环球科学”（ID：huanqiukexue）授权转载
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编辑：Dannis
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动物王国拥有很多寿命远超人类平均寿命的成员。虽然有不少人类活过了100岁甚至更高，但与一些动物所经历的数百年和数千年相比，只能算小巫见大巫。而且有些动物还可以完全停止甚至逆转衰老过程。
虽然陆地上有非常长寿的动物（如最长寿的乌龟年龄接近190岁），但真正的长寿冠军都生活在水里。美国趣味科学网站在近日的报道中，为我们介绍了从古至今世界上最长寿的十种动物。
1
弓头鲸：200岁以上
弓头鲸是寿命最长的哺乳动物，生活在北极和亚北极地区。2007年5月，研究人员在阿拉斯加海岸捕获了一只弓头鲸样本，发现其脖子上有一个制造于1879年到1885年的鱼叉头，据此估计其死亡时的年龄在115岁到130岁之间。
随后，研究人员测量了其他弓头鲸样本，其中一个估计有211岁。澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的研究人员称，基因组序列显示弓头鲸的最大寿命约为268岁。

生活于俄罗斯鄂霍次克海的一头弓头鲸
2015年美国和英国的科学家成功绘制了鲸鱼的基因组图谱。经过对比分析，研究人员发现，弓头鲸的长寿可能与两个基因突变有关。
其中一个是与修复受损DNA有关的ERCC1基因，该基因发生突变可能有助于保护鲸鱼免受癌症的伤害。
另一种是参与细胞生长和修复、被称为增殖细胞核抗原（PCNA）的基因，其拥有一个被复制的片段，这种复制可以延缓生物体衰老的速度。
2
阿留申平鲉：200岁以上
阿留申平鲉是寿命最长的鱼类之一，最长寿者可以活到205岁。这些粉红色或褐色的鱼生活在从美国加利福尼亚到日本的太平洋中。加拿大濒危野生动物状况委员会（COSEWIC）评估称，它们会长到38英寸（97厘米）长，以虾和小鱼等其他动物为食。

一只生活在加利福尼亚海岸的阿留申平鲉
3
淡水珍珠蚌：250岁以上
淡水珍珠蚌是一种双壳类动物，主要生活在欧洲和北美的河流和溪流中。世界野生动物基金会（WWF）称，已知最古老的淡水珍珠蚌有280年岁高龄，这些无脊椎动物由于新陈代谢慢而寿命长。

淡水珍珠蚌
淡水珍珠蚌也是一种濒危物种。据国际自然保护联盟（IUCN）称，由于各种与人类有关的因素，包括对它们所依赖的河流栖息地的破坏和改变，它们的数量正在下降。
4
格陵兰鲨鱼：272岁以上
格陵兰鲨鱼生活在北极和北大西洋深处，是现存最大的鲨鱼物种之一。加拿大圣劳伦斯鲨鱼观测站称，它们可以长到7.3米长，以鱼类和海豹等海洋哺乳动物为食。

一头格陵兰鲨鱼在惬意地游泳
2016年，研究人员在《科学》杂志上撰文称，他们对一群格陵兰鲨鱼开展的研究显示，这些鲨鱼的寿命至少为272年，最高龄的约有392岁，其中有的甚至可能会活到512岁。年龄估计可能存在一定程度的不确定性，但即使以272岁估算，这些鲨鱼也能跻身地球上已知寿命最长的脊椎动物之列。科学家称，格陵兰鲨鱼长寿的重要因素是它的生长速度非常缓慢。
5
深海管虫：300岁以上
寒冷的海洋深处是一个十分神奇的世界，不仅有众多常人难以见到的生物，而且其中一些还拥有惊人的生命特征，一种叫做Escarpia laminata的管状蠕虫就是其中的翘楚。

生活在海底的管状蠕虫
2017年发表于《自然科学》杂志上的一项研究发现，这种生活在墨西哥湾洋底的管状蠕虫平均寿命超过300岁，部分蠕虫甚至已经存活了1000年以上，这意味着早在北宋年间它们就已在如今的栖息地点扎根了。
研究人员称，充足的食物、没有天敌的生存环境，让其可以无忧无虑地生长，也有助于其长寿。
6
北极蛤：500岁以上
北极蛤栖息于北大西洋。2006年，科学家在冰岛海岸捕捉到一只北极蛤，但在后续研究中其不慎死亡。2013年11月13日，科学家公布的分析表明，这只北极蛤的真实年龄高达507岁。这意味着其大约出生在公元1499年，鉴于此，科学家们将这只北极蛤以我国朝代“明”命名。

北极蛤
北极蛤的生长速度比其他蛤蜊缓慢，这也是导致其长寿的原因。北极蛤、格陵兰鲨和弓头鲸等大多数寿命特别长的动物体温都很低，或者生活在低温环境中。科学家们认为，在寒冷的天气里，如活性氧的产生、DNA的修复和基因的转录等过程都会变慢，有助动物长寿。
7
黑角珊瑚：4000岁以上
珊瑚看起来像五颜六色的水下岩石和植物，但实际上它们由无脊椎动物珊瑚虫的外骨骼组合而成。这些珊瑚虫会不断繁殖，并创造一个基因完全相同的副本来取代自己。随着时间的推移，珊瑚外骨骼结构变得越来越大。

生活在暗礁上的黑角珊瑚
珊瑚可以存活数百年或更长时间，而黑角珊瑚是寿命最长的珊瑚之一。该名字的由来是因为它黑色或深褐色的骨骼，但其组织色彩鲜艳。据报道，在夏威夷海岸附近发现的黑角珊瑚已达4265岁高龄，使它成为地球上最古老的珊瑚品种。
8
玻璃海绵：10000岁以上
与珊瑚类似，玻璃海绵也由动物群落组成，可以存活数千年。它是地球上寿命最长的海绵之一。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）称，它们主要生活于深海，因骨骼类似玻璃而得名。2012年发表于《化学地质学》杂志上的一项研究估计，一只玻璃海绵已经生活了11000年。

玻璃海绵的艺术照
9
灯塔水母：或可不死
灯塔水母也被称为不朽水母，因为它们有可能永远活下去。水母以幼虫的形式开始生命，然后在海底定居并转化为息肉，这些息肉接着会生出自由游动的水母。美国自然历史博物馆表示，成熟灯塔水母的特殊之处在于，如果它们身体受伤或忍饥挨饿，就可以变回息肉，再变成水母。

生活在佛罗里达棕榈海岸的一种灯塔水母
这种原产于地中海的水母可以多次重复逆转生命周期，因此在适当条件下可以永生。但伦敦自然历史博物馆的数据显示，灯塔水母体型非常小，直径不到4.5毫米，会被鱼等其他动物吃掉，或者可能通过其他方式死亡，这也是它们通往永生之路的主要障碍。
10
水螅：或可永生
水螅是一种生活在淡水中介于海蜇和珊瑚之间的生物。这些无脊椎动物主要由干细胞组成，而干细胞可以通过复制或克隆不断再生，这就赋予水螅超强的再生能力。只需身体的一小段，几天内就能再生长出整个身体。

水螅
此前的研究显示，水螅不会出现衰老迹象，尽管如此，由于捕食者和疾病等威胁，使得它无法在自然条件下永远生存，但如果没有这些外部威胁，它们可能会永远不死。
来源：科技日报