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郑连明副教授课题组在PLoS One报道海月水母生活史逆转重要发现
[ 作者: 王宇杰   来源: 厦门大学   发布日期: 2015/12/28   浏览次数: 1035 ]

20151221日,郑连明副教授课题组在《PLoS One》发表题为“Life cycle reversal in Aurelia sp.1 (Cnidaria, Scyphozoa)”的研究论文,报道了首例钵水母成体生活史逆转现象。该成果不仅解决了科学界对钵水母纲(Scyphozoa)水母类生活史逆转潜力的长期争议,更对当前日趋热门的水母暴发研究提供了新的启示。

海月水母(Aurelia spp.)是刺胞动物门(Cnidaria)钵水母纲(Scyphozoa)旗口水母目(Semaeostomeae)洋须水母科(Ulmaridae)的代表种类,广泛分布于北纬70°至南纬40°的世界海域。海月水母种间形态差异较小,目前多以DNA序列等分子标记作为主要鉴定依据, 分布在我国近海的海月水母均是Aurelia sp.1。近年来,水母暴发在全球多个海域大规模频繁出现,对生态系统造成重大影响,海月水母即是其中主要种类。我国黄、渤海近岸海域是水母暴发的“重灾区”,多次发生海月水母Aurelia sp.1大规模聚集,造成较大生态、社会、经济影响的事件。因此,海月水母暴发正成为科学界、管理机构和社会公众所共同关心的热点,其独特的生活史特征则被认为是助力种群暴发的关键因素之一。

海月水母生活史有典型的世代交替现象,包括营固着生活的无性水螅体世代和营浮游生活的有性水母体世代。传统研究认为,海月水母雌雄异体,精子和卵细胞结合后发育为浮浪幼虫,附着后发育为水螅体;水螅体可行无性繁殖而扩大种群,并在环境适宜时经横裂释放碟状体,后者则发育为水母体。有研究报道,同样营世代交替生活史的两种水螅水母,多赫灯塔水母(Turritopsis dohrnii)和波状感棒水母(Laodicea undulata)可由水母体直接形成水螅体,而不需有性生殖过程的参与,形成生活史逆转现象。虽然曾发现钵水母存在由碟状体直接形成水螅体的逆转现象,由于未发现在成体阶段完成而被认为不具备完全的生活史逆转潜力,甚至有学者认为该潜力在钵水母种类中明显不及水螅水母。

本研究通过对海月水母Aurelia sp.1生活史的长期观察记录,首次发现其水母幼体、成体均可通过逆生长(degrowth)和形态退化(morphoretrogression),逐步遗弃口腕、缘触手、胃管系统等水母形态,而在其下伞面慢慢孕育成水螅的触手、口及其它组织,最后长成完整的水螅体,这些水螅体能在合适的条件下,再完成从蝶状体到水母体的生活周期。此外,水母体的伞部破损组织也能在沉入水底后,形成退化的细胞团,直接发育出水螅体,完成后续生活周期。论文证实了海月水母具备完全的生活史逆转潜力,扩展了海月水母生活史概念框架,补充了刺胞动物生物发育学内容。这是生活史逆转现象在钵水母成体及暴发水母种类的首次报道,论文由此对以海月水母为代表的广分布水母类在世界大洋的远距离传播、在不适宜环境条件下的种群维持提供了更可靠的解释,并对当前以物理绞杀方式为主的水母暴发应对措施的有效性提出了质疑。

论文链接:http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0145314

 

1. 海月水母生活史主要过程

(红色标注内容为本研究新发现的生活史过程,包括:A.水母体逆转为水螅体;B.水母体在体表直接形成水螅体;C.水母水螅复合体释放水螅体。)


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