巨船蛀蛤——解开深海谜团的巨大船蛆 _巨船蛀蛤

巨船蛀蛤——解开深海谜团的巨大船蛆

从壳中取出的巨船蛀蛤，这个物种是世界上已知最长的双壳类动物。/ PHOTOGRAPH BY MARVIN ALTAMIA

科学家取下栖管的顶部，露出在里头生活的船蛆。/ PHOTOGRAPH BY MARVIN ALTAMIA

视频：科学家解剖巨型船蛆的第一手画面
（）据美国国家地理（撰文：Carrie Arnold 编译：曾柏谚）：科学家首次研究活生生的巨型船蛆，并有重大斩获。虽然「船蛆」是以木材为食的常见海洋蛀虫（也有人称呼它为「树虫」），这样的习性也让木造船只饱受穿孔之苦。不过这是科学家第一次有机会研究这类动物中最巨大也最罕见的成员──巨船蛀蛤（Kuphus polythalamia）的活体，对于这种又长又黑的生物，我们的理解却是少之又少。
2010年研究团队在菲律宾的电视节目《Kapuso Mo, Jessica Soho》中，发现了当地人会取食这种生活在民答那峨岛上、富含硫磺的泻湖里的超大船蛆。这种巨型船蛆头部朝下插在底泥中，并生活在自己分泌出的中空钙质栖管（burrow）里。
带领研究团队的波士顿东北大学（Northeastern University）海洋生物学家丹尼尔．迪斯特尔（Daniel Distel）从散发着恶臭的污泥中，将样本装入裁切好的PVC管，并将活体运输到数千公里外的犹他大学（University of Utah）药物化学家马戈．海古德（Margo Hayfood）的实验室里。
海古德说：「巨船蛀蛤就像神话中的独角兽一样，能看到活生生的它简直就是我研究生涯中的一大亮点。」
随着丹尼尔将外表滑亮、还在勃动的巨船蛀蛤慢慢地从将近一公尺长的栖管中拉出，海古德说：「它就这样一直、一直出来。」接着，这只堪比棒球棒大小的生物被放到了桌上。
海古德立刻注意到这只巨船蛀蛤的吻端完全包裹在栖管里，换句话说它根本没办法用吻端进食，如果它一直都把头埋在在底泥里，也不可能如同其他船蛆一般取食木材。
「如果不能进食，那这大家伙在搞什么鬼？」海古德说道。
细菌大厨
凭着在海洋微生物上的专业知识，海古德随即猜想巨船柱蛤体内有共生细菌，利用分解硫化氢的能量合成碳水化合物，满足了巨船蛀蛤一定程度的营养需求。
这并不是什么匪夷所思的事，所有的船蛆都仰赖居住在肠道或者鳃上的共生细菌，来分解木材中它们无法自行消化的纤维。
无独有偶，在深海因为缺乏氧气，因此许多微生物转而利用硫化物来呼吸，这类型的生物在深海热泉周遭尤其丰富。
果不其然，根据4月17号刊登在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的论文，海古德与研究团队先把巨船柱蛤安乐死后进行解剖，发现它的消化道已萎缩退化无法用来进食；而把生活在巨船柱蛤鳃上的细菌拿去基因定序后，也发现除了同样存在于其他船蛆身上、能分解木材纤维的菌种──Teredinibacter turnerae之外，还找到了能代谢硫化物的菌株基因片段。这表示巨船蛀蛤的演化，很可能已经脱离其祖先对木材的需求，转而与直接利用硫化物的细菌携手合作，适应新的环境。
虽然已知巨船柱蛤与能代谢硫化物的细菌共生，不过研究团队尚未厘清巨船柱蛤到底是直接食用整个细菌，还是吸收细菌的代谢物来获得营养；同时他们也还不确定世界上其他地方，是否也存在巨船蛀蛤。
奥勒冈大学海洋生物研究所的海洋生物学家南西．特雷曼（Nancy Treneman），虽然并未参与此次研究，但她指出起码有一件事是毫无疑问的，她说：「这份研究展示了大自然精彩卓绝的问题解决能力──吃饭并非必需，这还不够酷吗？」
译注：一直以来科学家非常好奇深海热泉旁的生物是如何演化出与硫化菌共生的关系，这也象征了生物舍弃以阳光作为能量来源的生活型态转变。根据丹尼尔在2000年提出的木梯假说（Wooden step hypothesis）解释，整件事的来龙去脉可能是这些居住在木材上的生物，先演化出了与直接利用硫化细菌共生的关系，随后木材因为水流逐渐往更深的海底沉降，在缺乏木材作为营养来源的深海，它们辗转改以深海热泉提供的丰富硫化物作为新的能量供给。但过去苦无化石与存于两造生物以外的证据，直到巨船蛀虫扮演完全利用木材与完全利用深海热泉之间的过渡角色，才使这个假说更让人信服。