無腦卻擁有海洋的記憶:九種深海海綿新種被發現

作者: Inna Horoshkina One

馬紹爾群島深海海綿的各類 | Nautilus Live

牠們看不見自己所棲身的黑暗。聽不見水流的動靜,也沒有能夠記住過去的大腦。牠們沒有心臟、沒有複雜的器官,甚至沒有真正的組織——然而牠們的演化史長達逾600百萬年,根源遠早於魚類、樹木以及陸地上最早出現的動物。

靜止不動而體型巨大,深海海綿矗立在寒冷的洋底,讓數千噸海水穿流而過,並為眾多其他生物提供庇護。在牠們的腔室裡,年幼的魚與蟹孕育後代,魚卵逐漸成熟,周圍形成一整個生命群落。牠們不只是動物——牠們是生態系的建築。

直到如今,這些水下森林的九位居民才獲得科學命名,正式成為生物學的資產。

阿拉斯加的九位新居民

2026年秋,NOAA Fisheries宣布描述了九種在阿拉斯加灣與阿留申群島一帶發現、對科學而言全新的尋常海綿物種——研究人員長久以來稱此區域為世界海洋中生物最豐富的地區之一。

這項宣布的背後,是兩項獨立研究在同行評審期刊上發表的細緻工作: Zootaxa。第一篇論文——〈Four new demosponges from Alaska and the designation of a new genus in Hymedesmiidae〉——發表於 2026年29月。其作者描述了四個新種與一個在現有分類系統中根本無處安放的新屬。同年稍晚發表的第二項研究,又增添了五個物種。

這項研究由慕尼黑路德維希—馬克西米利安大學GeoBio-Center的分類學家赫爾穆特·萊納特(德國)主持,並與兩位NOAA專家密切合作:阿拉斯加漁業科學中心的肖恩·魯尼,以及NOAA西北漁業科學中心的梅雷迪思·埃弗里特。

有一點必須說明:這些海綿並非在一次——哪怕是再成功的——探險中發現的。研究人員多年來處理的是NOAA在長年海底拖網調查中作為偶然混獲所採集的標本——那些調查進行的目的完全不同:是為了評估商業魚類與軟體動物的資源量。第一項研究的材料自 1997年至2021年間累積而來,第二項研究的材料則來自更晚的採集。數十年來,這些標本一直躺在庫房中,等待一位能注意到他人所忽略之處的專家。

新的不是標本——新的是牠們的科學描述。在仔細比較顯微鏡下的內部構造並分析基因序列之後,研究人員最終確認:他們面對的是科學至今未知的物種。

那個需要新屬才容得下的物種

格外引人注目的是紅色海綿 Polycapus rubrum ——牠的名字意為「紅色多層罩蓋」。

牠竟如此與眾不同,以致科學家無法將牠歸入Hymedesmiidae科任何一個現存的屬。原因何在?在於其骨骼微觀元素極為罕見的組合:牠那奇妙的構造包含兩種類型的特化結構單元——棘軸與爪骨——而這兩者從未在此科其他成員身上同時出現過。牠們根本無法共存於同一個生物體內,至少就科學所知是如此。

於是不得不創立一個新屬—— Polycapus。這是必要的。

為何這很重要?新物種為生命之樹添上一根枝條。但新屬則不然。新屬意味著更深層的分歧,說明該生物體如此與眾不同,甚至無法歸入已知的親緣類群之中。這促使人們重新思考生物多樣性本身的架構與層級,重新審視數百萬年前生存的生物之間的關聯。

另一項發現—— Julavis borealis ——則成為真正的生物地理學啟示。與牠親緣相近的物種此前主要見於溫暖的熱帶水域——在世界截然不同的區域、截然不同的環境條件下。在阿留申群島一帶的發現,大幅拓展了此一群群已知的分布範圍,將其遠遠推向北方,推入太平洋寒冷幽暗的水域。這改寫了這些生物棲息於何處、又如何生存的地圖。

科學家總共描述了九個物種:

  • Cladocroce cylindrica;
  • Julavis borealis;
  • Polycapus rubrum;
  • Stelletta plana;
  • Aaptos mucronatus;
  • Homaxinella fruticosa;
  • Megaciella aurantia;
  • Forcepia atka;
  • Desmacella alaskensis.

在這些發現之後,科學界已知的阿拉斯加海綿物種數量達到了 232但這遠非終點:據研究人員自己估計,還有數百個其他物種仍在寒冷的深處等待被發現與描述。

如何辨識一種幾乎沒有外部特徵的生物

魚有鰭、有體型和色彩。軟體動物有帶花紋與觸感資訊的貝殼。海綿則完全不同。從外表看,牠們像團塊、管狀物、杯狀物、枝條或不成形的贅生物,而彼此並非近親的物種有時竟驚人地相似,宛如生命中的同卵雙胞胎。

僅憑一眼是不夠的。即使是低倍顯微鏡也會騙人。

鑑定的關鍵深藏於內部——在由極微小的針狀結構所構成的顯微骨骼之中,這些結構被稱為 骨針。它們由二氧化矽(與製造玻璃所用的同一種物質)或碳酸鈣組成,並在形狀、大小和三維結構上各不相同。

這套方法說起來簡單,做起來卻極為複雜。科學家製作樣品的超薄切片,用酸溶解柔軟組織,分離出單根骨針,在其上噴鍍一層薄薄的金(以便看得更清楚),然後在掃描電子顯微鏡下以能看見細微細節的放大倍率觀察:針、星、鉤、錨、螺旋。對每一種類型的骨針,他們研究的不是一個標本,而是整批整批的系列,對其進行測量、計數,然後將所得的結構與數百年來已編目歸檔的數千個已知物種的描述進行比對。

但這往往仍不夠。在二十一世紀,研究人員還會對DNA片段進行定序(解讀),這些片段充當基因條碼——獨一無二的識別碼。這種經典形態學與分子分析的結合,使人們能夠準確無誤地區分真正的新物種與僅僅是外形在環境壓力下發生變化的生物。

活的泵浦與海底的建築師

海綿在影片中看起來一動不動,但其內部卻有著奇妙的運動。

水經由許多微小的孔洞進入一套複雜的管道系統,細菌、微型藻類和有機物顆粒在其中被從水中提取出來。海綿不僅僅是覓食者,它是一具清潔水質的過濾器。隨後,經過濾、富含養分並被淨化的水被排出體外。

這項工作遠不止於自身的進食。過濾參與了養分穿越整個水層的浩大遷移,參與了水質的維持,參與了化學元素的循環。大規模的海綿聚集能顯著改變周圍的環境:溫度、酸鹼度、氧氣與養分的含量,如同水下城市的主要工程師一般,影響著整個局部的生態系統平衡。

但牠們的作用並不僅限於過濾。

在相對單調的海底,垂直生長與分枝的海綿創造出結構上的複雜性——宛如從平坦平原上拔地而起的巨大森林。在牠們的褶皺與腔室之間出現了受庇護的壁龕,幼體可以在那裡躲避掠食者、熬過強勁的水流,或找到懸浮在水中的食物。

幼年的石斑魚和甲殼類動物貪婪地將海綿場當作庇護所與育幼場。黃金蟹與紅帝王蟹在生命早期脆弱的階段,以及剛蛻殼、甲殼尚軟之時,在其中找到庇護。某些種類的圓鰭魚直接把卵產在大海綿的腔室裡:持續的水流為卵提供氧氣,而海綿自身產生的生化物質則可能抑制危險微生物與真菌的生長。

因此,NOAA將密集的深水海綿群落列為至關重要的魚類棲息地——Essential Fish Habitat。牠們並非次要,而是無可替代。

我們面對的不是散落在海底如隨意物件般的孤立生物。這是一套活生生的基礎設施,整個世界都維繫於其上。

留在水中的DNA

這些研究的作者不僅描述了海綿的構造與內部結構,還慷慨地分享:他們將新的基因序列加入開放的國際資料庫,供全世界任何研究人員取用。

這對海洋研究中最具前景的方法之一——分析 環境DNA (eDNA)——而言至關重要。活生物體不斷在水中留下其存在的微小痕跡:凋亡的細胞、黏液、組織碎片、遺傳物質分子。這是生命的分子簽名。

透過研究一份海水樣本,即使品質不高,科學家也能在不看見、不活捉牠們的情況下判定物種的存在。這開啟了難以置信的可能性:無害的監測,不干擾的觀察。但為此,必須將所發現的基因序列與參照標準進行比對。如果資料庫中沒有參照標準——生物體就將無法辨識,其訊號將迷失在未知的雜訊之中。

正因如此,描述新物種並建立其DNA條碼,為海洋生命不斷增長的詞彙表增添了內容。在不久的將來,它將使人們能夠透過水中的痕跡找到海綿,並在不破壞海底脆弱群落的情況下進行生物多樣性監測。

不需要大腦的記憶

談到海洋的記憶時,我們使用的是隱喻、意象、詩意的手法。海綿並不以人類意識、思想、回憶的意義記住過去。

但牠們的身體確實體現了浩瀚而極其深邃的演化歷史的成果。

每一根骨針、每一條管道、每一種化合物,都帶有無數世代的印記——那些在寒冷中、在完全黑暗中、在一公里深處巨大水壓下找到生存之道的世代。這份記憶不是寫在神經元與突觸之中,而是寫在形態裡、在遺傳密碼中、在構造中、在化學中、在與微生物的共生中。

海綿並非存在於真空之中。水流為牠帶來食物與資訊。牠的身體成為其他動物的家園與庇護所。微生物參與牠的代謝,幫助牠生存。魚類與蟹類在海綿花園中出生、成長,變得更加強壯。這一切是一個系統,而非偶然事實的集合。

於是海洋再次向我們揭示其首要原則:穩定性並非源於孤立與自給自足,而是源於互動、源於連結、源於生態學家所稱的連通性。

今天海洋提醒了我們什麼?

九個物種直到2026年秋天才獲得命名,儘管其中一些樣本在標本庫中躺了數十年,等待專家的仔細審視。在這段時間裡,牠們早已是活海洋的一部分——不論人類是否承認,不論我們是否知道牠們的存在。

生命並非始於我們發現牠的那一刻。在那一刻擴展的,只是我們對牠的視野,我們對未知的地圖又完整了一毫米。

而或許,真正的規模正是這樣展現的:我們注意到那個始終未被看見的存在,並領悟到,即使是最寂靜、最不動、最古老的生命,也在完整的生命系統中佔據著屬於自己的、獨一無二、不可替代且珍貴的位置。

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來源

  • Global Diversity of Sponges - NIH

  • Жизнь в глубинах океана - UNIAN

  • Four new demosponges from Alaska - Zootaxa

  • Hymedesmiidae family - Wikipedia

  • Discovering Deep-Sea Sponges in Alaska - NOAA

  • Helmut Lehnert - Wikispecies

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