不接触也会被水母蜇到?水母是如何伤人的?

来源:科普中国发布时间:2020-04-02

据中国海洋环境质量公报2003-2016年间的统计数字显示,海滨浴场平均每年被水母蜇伤的人数多达1400人,致死21人。
 在神秘幽邃的海洋世界中,美丽而神奇的生物比比皆是。水母,作为一种身体构造十分简单的浮游生物,其身影遍布全球各地的水域之中,目前已知的水母约有250余种。它们的出现甚至比恐龙还要早,可追溯至6.5亿年前。

由于身体的主要成分是水,水母看上去软软的,像是一顶顶透明的小花伞,在深蓝色的海底世界,美丽而柔弱。然而——这,都是假象!绝大多数的水母都是带毒的。据中国海洋环境质量公报2003-2016年间的统计数字显示,海滨浴场平均每年被水母蜇伤的人数多达1400人,致死21人。

这么漂亮的生物,究竟是如何伤人的呢?让我们来简单看一看。

剧毒水母,a: 僧帽水母,b: 箱水母,c: 狮鬃水母,d: 海荨麻水母,e: 转钩手水母,f: 夜光游水母。(图片来源:参考资料6-11)


水母的常用武器——“翻板毒刺”刺细胞

仙气飘飘的水母看似弱不禁风,实际上却有着非常强悍的杀伤力。它们身下的几十根又长又细的触手,在增加颜值的同时,也是最主要的攻击武器

这些触手上遍布着一种被称为刺细胞的组织,刺细胞内是刺丝囊,刺丝囊的顶端有一盖板,盖板旁边有个很小的刺针,亦称外部触发器,刺丝囊内含有毒液,且盘着条空心细管,即为刺丝,刺丝尖端带有倒钩。

正常状态下,刺丝在高渗透压的作用下在刺丝囊中缠绕成一团,当水母的触手碰触猎物触发刺针后,盖板外翻、海水涌入,刺细胞内瞬间变化的压力便迫使刺丝射出,缠住猎物的同时也将毒液刺入猎物体内。而这一切所花费的时间不足百万分之一秒,称得上是自然界最快的生物力学过程之一。悠然的水母只需要静静等在猎物身边,待它毒发,便可一口将其吸入伞下,分解吸收。

水母的捕食武器(图片来源:https://danboater.org/travel-health-and-safety/first-aid-for-hazardous-marine-life-injuries.html )


所以,为了避免被水母蜇伤,人们通常会避开水母频繁出没的水域,对于被冲上岸的水母则是直接躲开。但是,最新的一份研究表明,我们还是小看了水母,即使不碰触它们,我们也可能会受伤。


水母的升级武器——“暴雨梨花针”Cassiosomes

据在佛罗里达、加勒比地区和密克罗尼西亚附近海域的浮潜者报告称,他们在没有和任何水母直接接触的情况下,皮肤出现了瘙痒、红肿、刺痛等被水母蜇到后会出现的症状。这就像是这片海域本身带毒,会蜇人。

研究人员提出了很多水中刺感的可能来源,有说是海虱叮咬的,还有说是碰触了被切断的水母、海葵等生物的触须造成的,但真相却是一直没有定论。

近日,一个来自美国的研究团队(Gary Vora等人)终于将蜇人海水的成因确定了下来,这锅不是海虱的,也不是水母、海葵的断肢残臂的,而是种名为Cassiopea xamachana的倒立水母造成的(下文中统一称呼其为倒立水母)。该结果被发表在《Communications Biology (通讯-生物学)》上。

倒立水母属钵水母纲、根口水母目、盔瓣水母科、仙女水母属。伞部平圆呈盘状,伞径100~120mm,伞高20~30mm,伞缘瓣粗短且数目多变。口腕宽而扁平呈花边形状。与其他目的水母不同,它们的嘴并不长在身体的中间,而是位于活动的触须上,且有一个小开口,可以接受水中微小的食物分子。虽然它们体内共生着单细胞的虫黄藻(主要集中在触手上),可以将其光合作用的产物收为己用,但它们同样也是肉食动物,挥舞的触手可以捕食路过的小鱼小虾。

红树林底部的倒立水母Cassiopea xamachana

(图片来源:https://www.oceanografic.org/en/especie/upside-down-jellyfish/

倒立水母广泛分布于全球暖水海域的潮间带到水深10米左右的砂质环境中。而海边的红树林则是它们最常栖息的家园,它们同时也是佛罗里达、加勒比地区和密克罗尼西亚附近浅海水域的常见水母种类之一。

Gary Vora和同事们查阅了20世纪早期以来关于仙女水母属的科学文献,寻找与这种海水刺感有关的线索。他们解到,仙女属的水母通常会释放一些粘液到周围环境中,而这些黏液中,存在着一类非常微小的细胞团,名为cassiosome。通过显微镜的观察,研究人员发现了这种结构的不寻常之处。


倒立水母释放黏液和cassiosome的显微观察图

(图片来源:https://doi.org/10.1038/s42003-020-0777-8)


首先确定的是cassiosome可以自主捕食。

研究者们用卤虫喂食倒立水母。他们发现,只在有cassiosome,无水母的情况下,cassiosome也能杀死卤虫。下图中的a是死亡两天后的卤虫无节幼体的尸体,而cassiosome正黏着在虫壳上。往前追溯,图b是cassiosome组团绞杀1天大的卤虫无节幼体的图片。图c是再次放大后的照片,cassiosome黏着在1天大的卤虫无节幼体的虫壳上,同时释放了很多刺丝囊。

cassiosome捕杀卤虫无节幼体的显微观察图。

(图片来源:https://doi.org/10.1038/s42003-020-0777-8)


其次确定的是cassiosome的杀伤力。

利用显微镜可以观察到这些cassiosome的外膜层排列有成千上万个水母刺细胞。这些刺细胞中含有的毒液并没有因为脱离母体而减弱,它们就像是被甩出去的迷你手榴弹,暴雨梨花针一般让周围的水体同时带毒,从而杀死路过这片水域的猎物。


cassiosome的超微结构

(图片来源:https://doi.org/10.1038/s42003-020-0777-8)

简单来说,倒立水母利用伞的边缘推动水流,从而释放带有大量cassiosome的黏液,待这些黏液中的cassiosome捕获到微小的浮游生物后,它们再在水流的帮助下,将这些黏液吸入口中,大快朵颐。

虽然倒立水母的毒性并不十分危险,被它蜇到有轻微刺痛感,让人感到不舒服,但群居而生的它们数以百计、千计地一起有节奏地舞动,释放出的黏液的量非常可观。

因此,研究者建议在根口水母大量存在的海域作业时,最好穿上防护服。游泳者、浮潜者或是渔民也建议退离这片海域。

研究者同样在其他四种相关的水母中也发现了这些cassiosome,可见cassiosome是根口水母的一种特殊捕食机制。这一发现,不仅解答了蜇人海水的成因,也使水母研究出现了一种新思路,不再只拘泥于触手捕食这一单机制。

其他四种同样观测到cassiosome的根口水母

(图片来源:https://doi.org/10.1038/s42003-020-0777-8)


被水母蜇伤我们该怎么办?

如果不小心被水母蜇伤,我们第一时间需要的是冷静,迅速离水上岸,不用慌乱,因为世界上只有少数几种水母对人类有致命危险。,

对于普通水母的蜇伤,

第一步清洗伤处用海水清洗伤处,海水可以抑制皮肤上未发射的刺细胞的活性,切记不可使用清水,任何改变刺细胞内外溶液盐浓度平衡的举动都可能刺激刺丝囊的打开,这会释放更多的毒液。条件允许的话,还可以用浓度为4-6%的醋酸溶液进行清洗(被僧帽水母蜇伤除外),同样可以起到抑制刺细胞的弹出,同时还能不同程度的减弱毒性。

第二步刮掉刺细胞。可以先在伤处涂上肥皂泡,然后用小刀小心地将刺细胞刮掉。

第三步,将伤处浸入热水中20分钟,水母的毒素对热很敏感,热水可以帮忙止痛。

除此之外,如果被蜇伤的人出现比皮肤红肿还要严重的症状,比如迅速蔓延全身的荨麻疹、呼吸困难、休克等症状,就需要立即就医,千万别耽误了。

参考文献

1.刘萍, 张学雷, 宋洪军等. 我国海域常见有毒水母的分类检索[J]. 海洋科学进展, 2013, 31(2):290-294.

2.李聪. 我国水母灾害研究现状与展望[J]. 渔业研究, 2018(2).

3.Avian M, Spanier E, Galil B. Nematocysts of Rhopilema nomadica (Scyphozoa: Rhizostomeae), an immigrant jellyfish in the Eastern Mediterranean [J]. Journal of Morphology, 1995, 224(2): 221-231.

4. C L, Klompen A M L, Badhiwala K, et al. Cassiosomes are stinging-cell structures in the mucus of the upside-down jellyfish Cassiopea xamachana [J]. Communications Biology, 2020, 3:67, 1-15.

5.Lakkis N A, Maalouf G J, Mahmassani D M. Jellyfish stings: A practical approach [J]. Wilderness & environmental medicine, 2015, 26(3): 422-429.

6.http://outdoor.ymnext.com/kikenn-18.html

7.https://matome.naver.jp/odai/2146184918916062701

8.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%8D%85%E9%AC%83%E6%B0%B4%E6%AF%8D

9.https://www.danjapan.gr.jp/blog/jellyfish_caution

10.http://www.natturustofa.is/invertebrates.html

11.https://www.flickr.com/photos/129108168@N08/36673072955
原标题:不接触也会被水母蜇到?水母迷你手榴弹了解一下

版权信息