海绵的故事
北卡罗来纳大学(University of North Carolina)的亨利·威尔逊(H. V. Wilson)在1907年的《实验动物学杂志》(Journal of Experimental Zoology)发表了一篇关于海绵的论文。该研究被奉为经典,同时这篇论文的叙述方式也让人们回忆起科学论文的黄金年代,当时的论文文风自由,易于理解,篇幅又足以让人仿佛看到一个真实的人正在真实的实验室做着真实的实验。
威尔逊用一块细布充当筛子,迫使一只活海绵穿过筛子分散成单细胞。分散的细胞被收集在一碟海水中,形成一片红色的絮状物,其中主要由单细胞组成。最终絮状物沉降在碟子底部。威尔逊使用显微镜对其进行了观察,发现这些细胞的表现很像变形虫,它们独自在碟子上爬行,一旦遇到同类就会结合形成细胞块。如同威尔逊和其他学者的一系列报道显示的那样,这些细胞块最终会发育形成新的海绵。威尔逊还试着将两种不同海绵分散后混在一起。这两种海绵颜色不同,所以十分容易区分。这些细胞选择与同种的细胞融合。奇怪的是,威尔逊在文章里称之为失败的结果,因为他设想这两种细胞会融合形成一种嵌合的海绵。我不太理解他的这种想法,也许这是因为一个世纪前的动物学家有一套不同的理论框架。
细胞群。部分海绵内壁可见领细胞,有明显的领状结构和鞭毛。
此类实验所揭示的海绵细胞的“社会”行为也许有助于理解海绵个体的正常胚胎发育过程。它是否还给了我们一些提示,告诉我们最初的多细胞动物(后生动物)是如何从单细胞祖先(原生动物)进化而来的?后生动物常被看作一个细胞群体。延续本书借鉴一些现代生物的故事来重现生物进化历史的叙述风格,《海绵的故事》是否能够折射出一段生物进化的历史?威尔逊实验中那些爬行相聚的细胞的行为是否在某种程度上再现了最早的海绵诞生的过程——由群居的原生动物进化而来?
几乎可以肯定,细节上必然有所不同,但是威尔逊的实验结果为人们提供了一种启示。绝大多数海绵细胞都是领细胞,这些细胞可以用于产生水流。上页图展示了海绵的部分体腔壁,体腔在该图的右侧。领细胞沿着内壁排列。领细胞(choanocyte)中的“choano”一词来自希腊语的“漏斗”,从图中可以看出由许多微绒毛(microvilli)组成的小漏斗或衣领状结构。每个领细胞具有一个活动的鞭毛,使水流通过海绵,而衣领结构负责从水流中过滤营养颗粒。请仔细看看领细胞的样子,我们在下一个会合点会见到相似的结构。所以,下一个故事会完善我们对多细胞生物起源的猜想。