由東京大學研究生院理學系研究科附屬臨海實驗所的脇田大輝特任研究員(日本學術振興會博士後)、小口晃平副教授、幸塚久典技術專門職員,以及新江之島水族館的村井香穗飼養員、山本嶽飼養員、鶴岡市立加茂水族館的玉田亮太飼養員組成的研究團隊,針對在海表面漂流的群體動物銀幣水母(Porpita porpita),成功實現了最長21天的人工飼養,並通過解析其生長記錄,預測銀幣水母可在嚴酷的海表面存活數年。該成果揭示了支撐海空交界、與環境變化及海洋垃圾問題密切相關的海表面生態系統的生物物種生活史,並有望助力今後的海洋生物保護和環境變化評估。相關研究成果已發表在期刊《Scientific Reports》上。
圖1 銀幣水母(供圖:東京大學)
在海表面滑行的海黽、以劇毒聞名的僧帽水母、如藍色或黃色紐扣般的銀幣水母——這些在海表面漂流的生物統稱「neuston(漂浮生物)」,它們是怎樣長大的?又能存活多久呢?因其隨風和海流漂流的性質,它們何時出現難以預測,即便有幸採集到也難以飼養,因此就連生長方式和年齡等基本資訊此前都鮮為人知。
研究團隊在神奈川縣沿岸採集了漂浮生物的一種——銀幣水母(Porpita porpita),並在探討飼養條件的過程中,成功實現了最長持續21天的連續飼養。銀幣水母徒有水母之名,看似單一的個體實則是由3種「個蟲」密集於一個「浮囊體」之下形成的。由於圓盤狀的浮囊體內部含有空氣,銀幣水母能夠在海表面漂流。群體的個蟲數量越多,作為其支撐結構的浮囊體就必須隨之擴展。研究團隊首次追蹤了浮囊體的生長過程。
研究人員在9~21天的飼養期內測量浮囊體的半徑變化後發現,群體越小生長速度越快,隨著群體增大,生長放緩。觀察群體的組織剖切後明確,浮囊體內的大量氣室由角質層壁分隔,且新的角質層壁僅在最外側形成。也就是說,研究認為浮囊體並非整體均勻膨脹,而是通過在外周添加新氣室的方式生長。
這種「體型越大生長越慢」的性質,與名為「貝塔朗菲生長方程」的數學公式高度吻合。因此,研究人員將觀測到的半徑變化及其範圍代入該方程,使用「貝葉斯估計」對「當群體處於某一尺寸時,年齡多大」做出了預測。結果發現,半徑不足1厘米的群體年齡約為數個月,半徑超過2厘米的群體已存活3年以上的概率較高。海表面的生物會暴露於巨浪、紫外線、溫度變化以及來自海洋和空中的捕食等多種脅迫之下。如果銀幣水母能在此環境中漂流數年,那麼此前研究報告的漂浮生物最長僅存活數月的結論將被大幅刷新。
該研究的新穎之處在於,首次定量揭示了漂浮生物的生長和年齡,並深入探討了其身體構建的機制。銀幣水母乍看之下似是單一的個體,實則是由多個個蟲組成的群體。闡明其生長機制,不僅能加深對「群體性」這一獨特體制的理解,還將推動重新追問生物中「個體」和「身體構建」的存在方式。此外,海表面是與環境變化和海洋垃圾問題密切相關的重要生態系統,加深對支撐該生態系統的一種生物物種生活史的理解,有望使其成為環境變化的指標,有助於海洋生物的保護。
原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊:Scientific Reports
論文:A neustonic hydrozoan Porpita porpita drifts for over a year
DOI:10.1038/s41598-026-49897-y

