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水母生命週期

The-life-cycle-of-the-scyphozoan-Rhizost

cy蟲的生活史來自Olariaga等人(2014年)。

僅僅看著水母並不清楚如何繁殖。在所有水母類中,都有非常不同的繁殖策略。大多數水母是雌性或雄性,儘管有些是雌雄同體的。大多數水母在其生命週期中會在有性和無性階段之間切換,這分為漂流階段和定居階段[1]。

 

​最常見的繁殖和生命週期來自“真水母”(Scyphozoans),儘管應該指出,許多水母種類通過其他方式繁殖,或者可能跳過此處描述的過程[2]。大多數水母聚集在一起,雄性將精子釋放到水中,雌性捕獲並受精卵[1]。這稱為“廣播產卵”。

 

這會形成大量自由游動的扁平幼蟲,它們會散佈並沉降在合適的硬表面上。具有諷刺意味的是,人類通過碼頭建設和其他漂浮表面對環境的影響(特別是偏愛於EPS泡沫和聚乙烯等合成塑料)為浮游生物提供了更合適的棲息地[3]。沉降後,扁平疣將發展成息肉,主要由觸角,嘴和腸組成,類似於一個小海葵。它們能夠以環境條件允許的速度進食和生長[4]。潛在的種間和種內爭奪空間很大,因此息肉將使用所有可用的方法來保衛自己的區域-高性繁殖率,群居定居,克隆繁殖和刺痛[3]。

扁平幼蟲

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Aurelia aurita planula Marc Perkins (CC BY-NC-ND 4.0)

息肉

Aurelia aurita polyp - Helm and Dunn v2.

金黃色葡萄球菌息肉

Helm&Dunn, 2017年(CC BY 4.0)

粗化

Aurelia aurita strobilation Helm and Dun

極光

Helm&Dunn,2017年(CC BY 4.0)

息肉可以長期存活,數月至數年,使其能夠承受不利的環境條件[4]。一旦條件變得有利,它們就可以克隆自己,並開始萌芽一種或多種未成熟的水母,即被稱為“幼蟲幼蟲”的海phy,它們會長成成熟的水母。這可以通過稱為trotrolation的過程發生,在該過程中息肉的身體會形成裂痕,將息肉切開並釋放出翡翠進入水中以發展成成熟的水母[1]。然後這些成年水母能夠再次開始循環。

觀看MoonJellyfish.com上的這個月亮水母生命週期視頻。

本節參考:

1. Gershwin,L.(2016)。水母:自然史。芝加哥大學出版社。

2. Helm,RR(2018)。鞘脂水母的進化與發育。生物評論,93 (2),1228–1250。 https://doi.org/10.1111/brv.12393

3,胡佛(Hover),理查德(Richard A.),賽爾(Purcell),詹妮弗(Jennifer E.)(2009)。常見的船塢製造材料中,後生孢子Aurelia labiata息肉的基質偏愛。水生生物616 :259-267。 DOI 10.1007 / s10750-008-9595-6

4. Lucas,C.,Graham,W.和Widmer,C.(2012)。水母的生活史:息肉在形成和維持Shyphomedusa種群中的作用。海洋生物學進展,63,133–196。 https://doi.org/10.1016/B978-0-12-394282-1.00003-X

圖片

息肉和扁平苔蘚:Helm RR,Dunn CW(2017)。吲哚會在各種各樣的水母中誘髮變態,但不會在皇冠果凍中引起變態(Coronatae)。公共服務十二(12):e0188601。 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188601

生命週期:Olariaga,A.,F. Guallart,E.,Fuentes,V.,López-Sanz,A.,Canepa,A.,Movilla,J.,Bosch-Belmar,M.,Calvo,E.,& Pelejero,C.(2014年)。息肉公寓,一種用於測試海ly息肉的新系統,可洞悉海洋酸化的影響。湖泊學與海洋學,方法12,210-220。 https://doi.org/10.4319/lom.2014.12.210

水母生物學

由於水母大約由95%的水組成(另外5%是蛋白質和氨基酸),因此很容易損壞水母。使用蚊帳可以將它們切成碎片,而使用手可以使您暴露在其刺痛的細胞中。一些水母能夠使用不同的干細胞和特定的細胞類型來再生損傷[1]。其他水母可以簡單地重新定位其他身體部位,以補償失去的功能,而不用投入資源[2]。這種簡單性和靈活性使水母在過去的5億年中得以生存! [3]

Aurelia medusa cutaway Cronodon.jpg

圖片來自Cronodon.com

Aurelia medusa subumbrella view Cronodon

圖片來自Cronodon.com

由於其結構簡單,水母具有多種大致對稱的身體形狀和大小,通常由六個基本部分組成:

  • 表皮-就像人類皮膚一樣的外層

  • 胃真皮-保護水母內腔的內層

  • 中胚層-一層膠原纖維,在表皮和胃真皮之間提供結構

  • 胃腔-該腔消化食物,運輸營養並消除浪費

  • 口-可以吸收食物並消除浪費的孔口

  • 觸手-用於捕獲獵物並將食物移到嘴裡

水母有中樞神經系統嗎?

與具有中樞神經系統的人類不同,水母有幾個徑向分佈的彌散性重疊神經網絡。它們的神經系統的第一部分是眼紋症或感覺系統,其提供通常在鐘形邊緣附近發現的感覺信息(重力,光線等)。第二部分是運動神經網,它通過收縮鈴鐺幫助他們游泳。第三個組成部分是彌散性神經網絡,它為水母提供其他感覺信息[1]。有一種觀點認為,水母中存在中樞神經系統的基本結構[4]。

本節參考:

1,Katsuki,T.,&Greenspan,RJ(2013)。水母的神經系統。 《現代生物學》,23( 14),R592–R594。 https://doi.org/10.1016/j.cub.2013.03.057

2.艾布拉姆斯(MJ)和岡托羅(L.)(2016)。水母的對稱化:重組以恢復功能,而不丟失部件。動物學(耶拿),119 (1),1-3。 https://doi.org/10.1016/j.zool.2015.10.001

3. Jarms,G.和Morandini,AC(2019)。世界水母地圖集。 Dölling和Galitz出版社,816p。

4. Satterlie,RA(2011)。水母有中樞神經系統嗎?實驗生物學雜誌,214 (8),1215–1223。 https://doi.org/10.1242/jeb.043687

水母運動

連線》的水母運動視頻。

​通常認為水母完全是浮游生物,會受到海浪和風的影響,但是最近的研究證明了這一點。水母可以積極地發現自己並使自己適應當前狀況[1]。特別是對於較大的水母,它們的強度足以抵禦較慢的水流。沿海,溫床和鹽湖線都已顯示出會影響水母的運動[2]。以上所有對水母花的形成和維持都有影響。


水母利用其運動神經網使鐘聲收縮以提供運動。 Wired左側的視頻演示了水母鐘如何形成低壓區域,以迫使水運動推動水母。它們移動水的能力使其成為移動效率最高的動物之一。

 

本節參考:

1. Fossette,S.,Gleiss,AC,Chalumeau,J.,Bastian,T.,Armstrong,CD,Vandenabeele,S.,Karpytchev,M。和Hays,GC(2015年)。水母當前的游泳及其在水華維持中的作用。當代生物學雜誌,25 (3),342–347。 https://doi.org/10.1016/j.cub.2014.11.050

2. W. Graham,WM,Pagès,F.,&Hamner,WM(2001)。膠狀浮游動物聚集體的物理環境:綜述。在《 JE Purcell》,《 WM Graham》和《 HJ Dumont》(編輯)中,《水母綻放:生態和社會重要性》 (第199-212頁)。施普林格荷蘭。 https://doi.org/10.1007/978-94-010-0722-1_16

水母感官(Jarms&Morandini,2019)

cubozoan rhopalia Skogh et al 2006.png

Tripedalia cystophora的斜紋夜蛾

(Skogh et al。,2006)

在整個生命週期中,水母具有不同級別的感覺輸入機制,能夠檢測化學物質,振動,觸摸和壓力。儘管息肉和最簡單的扁平疣缺乏明顯的感覺器官,但它們能夠對光和其他刺激做出反應。息肉能夠捕獲獵物,因此觸角上有一些感覺機制。 Planulae必須能夠找到定居的地方,因此在變化時必須具有感知能力。

 

生命週期的最後階段,即美杜莎階段,擁有最發達的感覺器官。作為其神經網絡的一部分,在水母的外層有感覺受體細胞,它們利用纖毛從周圍環境中接受外部刺激。諸如引力(靜止囊)和光(ocelli)之類的刺激的後衛感官器官集中在美杜莎鐘聲邊緣的橫紋肌中。某些立方動物具有足夠發達的光學器官,據認為它們能夠獵食獵物。

囊腫是重力感應器官,內部具有礦物石狀晶體。隨著層狀石圍繞層狀囊移動,水母能夠相對於重力定向自身。 感光體區域用於感測光。這些器官的大小和形狀各不相同。立方水母具有最強的識別環境的能力,因此可以結合運動能力狩獵獵物。

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圖片來自(Brusca&Brusca,2003)

本節參考:

1. Jarms,G.和Morandini,AC(2019)。世界水母地圖集。 Dölling和Galitz出版社,816p。

水母的好處

通常被認為是害蟲的水母實際上以多種方式使人類和生態系統受益

醫療福利

水母最著名的產品之一是綠色熒光蛋白(見視頻),它使科學家能夠觀察活細胞內部的細胞和分子事件[1]。正在研究水母毒素作為抗癌化合物和抗氧化劑的營養補品[2]。在傳統和現代中藥中,水母被認為可以治愈關節炎,高血壓,背痛,潰瘍,氣管炎,哮喘,燒傷和緩解疲勞[3]。水母膠原蛋白是一種廉價,生物安全的軟骨再生方法。

請參見加利福尼亞大學圖1的視頻,了解水母生物發光的科學用途。

生態系統服務

 

海洋生物的特徵在於,水母可提供的收益取決於水母生物量的大小,直到一定程度,此後幾乎沒有收益。相反,水母的影響程度不同,因此可能對生態系統產生巨大影響[2]。

水母通過它們的糞便和屍體掉落到海底,可以成為固碳的強大驅動力[2]。許多海底生物可以通過清除或捕食而從海falls掉落中受益匪淺[4]。水母還能夠以傳統設想的食物鏈(較小的動物被較大的動物吃掉)以外的方式上下進食,從而為養分循環提供了另一種能量途徑。[1,5]。水母在水柱上的上下運動也可能有助於營養物在海洋不同層之間的運動[1]。水母影響的成本可能大於水母給生態系統帶來的收益,並以更快的速度增加[2]。

文化利益

 

由水母提供的文化服務在水母湖,帕勞等地的旅遊收入可高達數百萬美元,而在美國加利福尼亞州的蒙特雷灣水族館等展覽館和水族館,入場費也可創造價值[2]。水母讓您一窺海洋的奧秘,並激發了全世界的藝術。

Goldthread研究人類食用的海el

食物產品

 

水母已經被人類食用(見視頻),尤其是在亞洲,已有1,700多年的歷史,並且可以成為漁業經濟的重要組成部分[6]。目前有19個國家(主要在亞洲)收穫了至少十種被認為可食用的水母,其中最主要的品種是番茄(Rhopilema esculentum)[1,7]。 2005年,水母的產值超過1億美元,儘管由於市場波動較大,水母生產的經濟可行性值得懷疑[8]。

水母的營養價值低,低熱量食品也是如此,因為它們主要由水和蛋白質製成[3]。您可以在此處找到水母配方,儘管食用過多的鋁可能會帶來風險,鋁被用於製備水母[9]。

本節參考:

  1. Doyle,TK,Hays,GC,Harrod,C.,&Houghton,JDR(2014)。海fish的生態和社會效益。在KA Pitt&CH Lucas(編輯)中,《水母綻放》 (第105-127頁)。施普林格荷蘭。 https://doi.org/10.1007/978-94-007-7015-7_5

  2. Graham,WM,Gelcich,S.,Robinson,KL,Duarte,CM,Brotz,L.,Purcell,JE,Madin,LP,Mianzan,H.,Sutherland,KR,Uye,S.,Pitt,KA,Lucas, CH,Bøgeberg,M.,Brodeur,RD和Condon,RH(2014)。將人類福祉與水母聯繫起來:生態系統服務,影響和社會應對措施。生態與環境前沿,12 (9),515–523。 https://doi.org/10.1890/130298

  3. You K.,Ma,C.,Gao,H.,Li,F.,Zhang,M.,Qiu,Y.,and Wang,B.(2007年)。中國水母(Rhopilema esculentum Kishinouye)及其相關養殖技術的研究:現狀。國際水產養殖,15,479–488。 https://doi.org/10.1007/s10499-007-9114-1

  4. Ates,RML(2017)。水母的底棲清除劑和捕食者,需要審查的材料。浮游生物與Benthos研究,12 (1),71。

  5. Gershwin,L.(2013年)。斯通:論水母的盛開與海洋的未來。芝加哥大學出版社。

  6. Omori,M.和Nakano,E.(2001)。東南亞的水母漁業。水生生物學,451,19–26。 https://doi.org/10.1023/A:1011879821323

  7. Brotz,L.,&Pauly,D.(2017年)。研究海ly漁業:爭取準確的國家產量報告和適當的種群評估方法。在水母中(第313-329頁)。 Nova Science Publishers,Inc.

  8. 董Z.,劉D.,&Keesing,JK(2010)。水母在中國綻放:主要種類,原因和後果。海洋污染通報,60 (7),954–963。 https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2010.04.022

  9. WWW,WK,Chung,SWC,Kwong,KP,Yin Ho,Y.,&Xiao,Y.(2010)。飲食中香港人口的鋁攝入量。食品添加劑和污染物,27 (4),457–463。 https://doi.org/10.1080/19440040903490112

水母生態

儘管水母通常被視為其他人捕食的簡單生物,但它們比大多數人認為的複雜得多。物種已被證明能夠進行太陽羅盤導航,每日垂直移動,避免掠食者並響應環境線索(鹽度,溫度,光線,化學物質)[1]。儘管被視為簡單的浮游生物,但某些種類的水母仍具有主動捕食和航行的能力[2]。

水母在海洋生態系統中所起的作用是複雜的,因為它們會影響從微浮游生物到頂級捕食者的所有食物網,並以刺痛的觸角為食。以前,它們被認為是海龜和魚類的主要獵物,儘管最近的研究表明,超過120種魚類食用水母[3]。這也忽視了它們作為強力捕食者的作用[4]。水母的飲食可以變化,可以食用魚類,浮游動物,甲殼類甚至其他水母!海fish不僅可以吃獵物,還可以吃捕食者的幼蟲和所吃的東西。對捕食者和獵物的這種複合影響有助於他們佔領生態系統[5]。對它們的更廣泛作用的新關注促使研究人員將水母納入海洋生態系統模型[6]。

烏龜吃著國家地理雜誌的水母。

水母也可以是共生關係的一部分,無論是為年長的魚類提供保護,使其免受掠食者的侵害,還是為年幼的魚類提供苗圃[7,8]。有些水母有一種共生藻類,稱為人黃藻,通過光合作用為水母生產食物,同時提供保護[9]。即使死了,水母也會影響營養網。它們的分解體,例如在開花後大量分解,會增加營養負荷,減少可利用的氧氣並影響大型底棲動物群落[10]。

Video from Glenn of symbiotic fish on Mastigias papua.

本節參考:

1. Katsuki,T.和Greenspan,RJ(2013)。水母的神經系統。 《現代生物學》 23 (14),R592–R594。 https://doi.org/10.1016/j.cub.2013.03.057

2. Garm A,Oskarsson M,Nilsson DE(2011)盒狀水母使用陸地視覺線索進行導航。當前生物學21 :798–803

3. Pauly,D.,Graham,W.,Libralato,S.,Morissette,L.和Palomares,MLD(2009)。生態系統,在線數據庫和生態系統模型中的水母。水生生物學,616,67–85。 https://doi.org/10.1007/s10750-008-9583-x

4. Acuna,JL,Lopez-Urrutia,A。和Colin,S。(2011)。假冒巨人:水母中高獵物清除率的演變。科學,333 (6049),1627-1629。 https://doi.org/10.1126/science.1205134

5 Gershwin,L.(2013年)。斯通:論水母的盛開與海洋的未來。芝加哥大學出版社。

6 Wright,R.,LeQuéré,C.,E。Buitenhuis,S。Pitois和M. Gibbons(2020)。利用全球海洋生物地球化學模型揭示了水母在浮游生物生態系統中的獨特作用。生物地球科學(預印本) https://doi.org/10.5194/bg-2020-136

7. Graham,WM,Gelcich,S.,Robinson,KL,Duarte,CM,Brotz,L.,Purcell,JE,Madin,LP,Mianzan,H.,Sutherland,KR,Uye,S.,Pitt,KA, Lucas,CH,Bøgeberg,M.,Brodeur,RD,&Condon,RH(2014)。將人類福祉與水母聯繫起來:生態系統服務,影響和社會應對措施。生態與環境前沿,12 (9),515–523。 https://doi.org/10.1890/130298

8. Riascos,JM,Aguirre,W.,Hopfe,C.,Morales,D.,Navarrete,Á。,&Tavera,J.(2018)。浮動托兒所?口咽部水母,它們的食物及其在熱帶河口的豐富共生動物群。 PeerJ,6 ,e5057。 https://doi.org/10.7717/peerj.5057

9. Jarms,G.和Morandini,AC(2019)。世界水母地圖集。 Dölling和Galitz出版社,816p。

10.蓋伊·海姆(T. Guy-Haim),M。魯賓·布魯姆(Rubin-Blum),E。Rahav,北卡羅來納州Belkin,J。希爾弗曼(Silverman)和S.-V.蓋伊(Guy)。 (2020)。分解侵入性水母對超營養化海中生物地球化學通量和微生物動力學的影響。生物地球科學,(預印本)38 https://doi.org/DOI:10.5194 / bg-2020-226

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