由东京大学研究生院理学系研究科附属临海实验所的胁田大辉特任研究员(日本学术振兴会博士后)、小口晃平副教授、幸塚久典技术专门职员,以及新江之岛水族馆的村井香穗饲养员、山本岳饲养员、鹤冈市立加茂水族馆的玉田亮太饲养员组成的研究团队,针对在海表面漂流的群体动物银币水母(Porpita porpita),成功实现了最长21天的人工饲养,并通过解析其生长记录,预测银币水母可在严酷的海表面存活数年。该成果揭示了支撑海空交界、与环境变化及海洋垃圾问题密切相关的海表面生态系统的生物物种生活史,并有望助力今后的海洋生物保护和环境变化评估。相关研究成果已发表在期刊《Scientific Reports》上。
图1 银币水母(供图:东京大学)
在海表面滑行的海黾、以剧毒闻名的僧帽水母、如蓝色或黄色纽扣般的银币水母——这些在海表面漂流的生物统称“neuston(漂浮生物)”,它们是怎样长大的?又能存活多久呢?因其随风和海流漂流的性质,它们何时出现难以预测,即便有幸采集到也难以饲养,因此就连生长方式和年龄等基本信息此前都鲜为人知。
研究团队在神奈川县沿岸采集了漂浮生物的一种——银币水母(Porpita porpita),并在探讨饲养条件的过程中,成功实现了最长持续21天的连续饲养。银币水母徒有水母之名,看似单一的个体实则是由3种“个虫”密集于一个“浮囊体”之下形成的。由于圆盘状的浮囊体内部含有空气,银币水母能够在海表面漂流。群体的个虫数量越多,作为其支撑结构的浮囊体就必须随之扩展。研究团队首次追踪了浮囊体的生长过程。
研究人员在9~21天的饲养期内测量浮囊体的半径变化后发现,群体越小生长速度越快,随着群体增大,生长放缓。观察群体的组织切片后明确,浮囊体内的大量气室由角质层壁分隔,且新的角质层壁仅在最外侧形成。也就是说,研究认为浮囊体并非整体均匀膨胀,而是通过在外周添加新气室的方式生长。
这种“体型越大生长越慢”的性质,与名为“贝塔朗菲生长方程”的数学公式高度吻合。因此,研究人员将观测到的半径变化及其范围代入该方程,使用“贝叶斯估计”对“当群体处于某一尺寸时,年龄多大”做出了预测。结果发现,半径不足1厘米的群体年龄约为数个月,半径超过2厘米的群体已存活3年以上的概率较高。海表面的生物会暴露于巨浪、紫外线、温度变化以及来自海洋和空中的捕食等多种胁迫之下。如果银币水母能在此环境中漂流数年,那么此前研究报告的漂浮生物最长仅存活数月的结论将被大幅刷新。
该研究的新颖之处在于,首次定量揭示了漂浮生物的生长和年龄,并深入探讨了其身体构建的机制。银币水母乍看之下似是单一的个体,实则是由多个个虫组成的群体。阐明其生长机制,不仅能加深对“群体性”这一独特体制的理解,还将推动重新追问生物中“个体”和“身体构建”的存在方式。此外,海表面是与环境变化和海洋垃圾问题密切相关的重要生态系统,加深对支撑该生态系统的一种生物物种生活史的理解,有望使其成为环境变化的指标,有助于海洋生物的保护。
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:Scientific Reports
论文:A neustonic hydrozoan Porpita porpita drifts for over a year
DOI:10.1038/s41598-026-49897-y

