

到了吃零食的时候,一种被称为 *Oikopleura dioica* 的微小海洋生物会变得很恶心。这种滤食性海鞘幼体体型仅有一毫米长,它会分泌并用一种凝胶状物质将自己包裹起来,形成生物学家称之为“粘液屋”或“鼻涕宫殿”的结构。
像蝌蚪一样的 *O. dioica* 的微小、临时的居所是生物界的奇迹——海鞘幼体利用其尾巴创造了自己的泵过滤系统,能够捕获食物颗粒并将其推向嘴边。现在,研究人员认为,鼻涕宫殿的内部流体动力学可以激发新一代用于废水处理厂和空气过滤系统的人工泵系统。
[相关:这些动物用自己的鼻涕建造宫殿。]
“太酷了。这是一个相当复杂的结构,”俄勒冈大学生物学研究助理 Terra Hiebert 在 1 月 8 日的个人资料中说。
Hiebert 和合作者在最近发表于《英国皇家学会界面杂志》的一项研究中详细介绍了他们的工作。为了更好地理解鼻涕宫殿的内部运作,Hiebert 的团队前往挪威卑尔根的一个海鞘幼体繁殖设施,使用连接在显微镜上的高速摄像机来分析这些生物的运动。在审查录像时,研究人员注意到 *O. dioica* 的尾巴会根据是否到了进食时间而承担不同的职责。在靠近海面简单游动时,尾巴会左右摆动以推动生物在水中前进,但一旦进入粘液屋,情况就不同了。

一旦被包裹在凝胶状物质中,*O. dioica* 的附肢实际上会触及内部的多个位置。当尾巴在这些时候摆动时,动物的移动量会大大减少。相反,根据俄勒冈大学的说法,尾巴会像“魔术贴”一样粘住和松开外壳,随着附近颗粒聚集在表面,鼻涕宫殿会随之像气球一样膨胀。每一次运动都会将这些颗粒推向前,最终朝向海鞘幼体的嘴部。一旦粘液过滤系统堵塞到无法正常工作,*O. dioica* 就会简单地丢弃它自己制作的餐厅,然后沉入海底并最终分解。大约 3 到 4 小时后,海鞘幼体就会重复这个过程。
尽管 *O. dioica* 的结构符合蠕动泵的标准,但它并非最常见的设计。通常,蠕动泵的流体运动是通过外部压力产生的,例如结肠的收缩将废物排出。然而,在鼻涕宫殿中,动量来自泵本身,通过海鞘幼体的尾巴。研究人员认为,设计师可以改编这种替代方案来设计新的废水处理厂或空气过滤系统——假设,将任何移动部件放置在泵内部可以保护整个装置免受磨损。
如果事实证明如此,城市规划者可以感谢鼻涕宫殿,让市政供水设施更清洁、更高效。