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海星

简介

想象海星时,你脑海中浮现的可能是一只鲜橙色的生物,五条臂膀伸展着趴在海边的岩石上。你可能不知道的是,这种动物实际上根本不是鱼。海星属于一类叫做棘皮动物的动物群,同类还有海胆和沙钱。地球上所有海洋中大约有2000种不同的海星,从温暖的热带浅水区到深海黑暗冰冷的海底都有分布。这些生物已经存在了约4.5亿年,这意味着它们在恐龙踏上大地之前很久就已经在海底爬行了。

海星,而非"海里的鱼"

由于海星与鱼毫无关系,许多海洋生物学家更喜欢称它们为"海星"而非"starfish(星形鱼)"。鱼有脊椎骨,用鳃呼吸,用鳍游泳,但海星这些都没有。海星是无脊椎动物,意味着它们体内既没有脊椎也没有骨骼。它们的身体由坚硬的外壳支撑,外壳由小块碳酸钙板构成,类似贝壳的材质。“海星"这个名字在科学上更为准确,尽管日常用语和某些科学文献中仍然广泛使用"海星”。

外形特征

大多数海星有一个圆盘状的中央体盘,五条臂膀向外伸展,形成其标志性的星形。不过,并非所有海星都遵循这种模式。有些物种,比如向日葵海星,可以有二十条或更多的臂膀,而少数罕见物种能长出四十多条臂膀。海星的颜色变化令人叹为观止,有红色、橙色、紫色、蓝色,甚至带条纹或斑点的图案。它们的上表面粗糙,覆盖着小刺或突起,有助于抵御天敌。在每条臂膀的下方,可以看到一排排细小灵活的结构,叫做管足,海星用它们移动和抓附表面。

管足与水管系统

海星的运动方式与哺乳动物、鸟类或鱼类完全不同。它们不是用附在骨骼上的肌肉运动,而是使用体内一套充水管道网络,称为水管系统。海水通过海星顶部的一个叫做筛板的小孔进入,流经延伸至每条臂膀的管道。水被泵入数百个微小的管足,使它们向外伸展并压在表面上。通过协调地充水和排空这些管足,海星缓慢地在岩石、沙地和珊瑚上爬行。虽然这种运动在我们看来很慢,但管足足够有力,能将蛤蜊和贻贝的壳撬开。

如何进食

海星是捕食者,许多物种拥有动物界最不寻常的进食方式之一。当海星找到一只蛤蜊或贻贝时,它用臂膀环抱住贝壳,用管足将两片壳向两侧拉开,制造出一条细小的缝隙。然后它做出一件非常不寻常的事:它将自己的胃从嘴里推出来,穿过那条缝隙滑入贝壳内部。胃释放消化液,将猎物柔软的身体分解在贝壳内,然后海星吸收这些营养物质,再将胃缩回体内。这一过程可能需要几个小时,但这使海星能够吃掉远比其小嘴能容纳的更大的猎物。有些物种还以藻类、海绵和在海底找到的其他小生物为食。

再生

海星最神奇的能力之一是重新长出失去的身体部位,这个过程称为再生。如果天敌咬掉海星的一条臂膀,海星能在几个月内缓慢长出一条全新的臂膀。在某些物种中,情况更为惊人:一条被切断的臂膀可以再生出一个全新的身体,从一小块组织生长出一整只海星。这种能力之所以可能,是因为海星体内含有特殊细胞,能发育成许多不同类型的组织。科学家密切研究海星的再生,因为了解其工作原理,有朝一日可能帮助医生开发出治疗损伤和重新生长受损组织的新方法。

没有大脑,也没有血液

海豚章鱼等动物相比,海星的内部构造截然不同。它们完全没有大脑。相反,它们的神经系统是一圈围绕中央体盘的神经,分支延伸至每条臂膀,使它们能感知光线、温度和触碰。它们的体内也没有血液流动。海星用通过水管系统泵送的过滤海水代替血液,将营养物质和氧气输送到各个细胞。每条臂膀尖端有一个简单的感光点,能感知光明和黑暗,帮助海星定向和寻找食物。尽管没有大脑,海星是出奇高效的猎手,能协调所有臂膀进行移动、进食和逃脱危险。

栖息地

海星遍布世界各地的海洋,但无法在淡水中生存。它们在岩石海岸的潮池中尤为常见,退潮时常可见它们吸附在岩石上。有些物种生活在热带水域的珊瑚礁上,而另一些则繁衍在数百米深的沙质或泥质海底。向日葵海星是体型最大的物种之一,生活在北美太平洋沿岸,直径可长达近一米。紫色海星,又称赭色星,因其在美国和加拿大西海岸生态系统中的重要作用而成为研究最多的物种之一。

A purple starfish resting on a rocky beach near the ocean

海星消耗病与保护现状

2013年,科学家注意到北美太平洋沿岸发生了令人震惊的事情。数百万只海星开始在身体上出现奇怪的病变,失去臂膀,并在几天内溶解成一堆黏糊糊的东西。这种毁灭性的疾病被称为海星消耗病,导致超过二十个物种的大量海星死亡,其中向日葵海星受到的打击尤为严重。研究人员认为,病毒和海洋温度升高的共同作用可能引发了这次疫情,但确切原因仍在研究中。这一损失尤为令人担忧,因为某些海星——比如紫色海星——是关键物种,通过控制贻贝和其他动物的种群数量在维持生态系统平衡中发挥着至关重要的作用。没有足够的海星,贻贝群可能占领岩石海岸,挤走数十种其他物种。保护工作目前集中于监测海星种群数量、了解这种疾病,以及保护海星赖以生存的海洋栖息地。