在奧秘?zé)o窮的南極海域，潛藏著一種堪稱“躺平大師”的獨(dú)特生物——巨型海蜘蛛。盡管它的名字里帶有“蜘蛛”二字，卻和陸地上嚇人的蜘蛛大不相同。這類生物在汪洋大海中極不易被察覺，宛如隱匿于深海的幽靈。即便有魚類從它們身旁游過，也往往對(duì)它們視而不見，毫無捕食的欲望。究其原因，主要是巨型海蜘蛛奇特的外觀。它有著細(xì)細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)的腿，在水里猶如天線般肆意伸展，整體形象與人們印象中美味可口的海洋生物相去甚遠(yuǎn)。

那么，巨型海蜘蛛究竟是如何在這冰冷的海洋中生存繁衍的呢？它們那纖細(xì)腿部上的小孔又隱藏著怎樣的呼吸奧秘？還有那令人驚嘆的體型變化，背后又有著怎樣的生物學(xué)機(jī)制？接下來，就讓我們一同揭開巨型海蜘蛛腿部小孔呼吸和神奇體型變化的神秘面紗吧！

別害怕，我只是路過噢~

極地巨型化（Polar Gigantism）特指極地海洋與深海環(huán)境中體型異常巨大的海洋生物現(xiàn)象。在全球多數(shù)海域僅數(shù)厘米長(zhǎng)的海蜘蛛，于南極洲的南冰洋可生長(zhǎng)至50厘米寬，其最大腿展可達(dá)70厘米。與生活在溫暖水域的同類相比，蠕蟲、海綿及其他海洋物種在極地環(huán)境亦呈現(xiàn)異常巨大的體型特征。這一體型悖論長(zhǎng)期困擾著研究人員。

一種主流假說認(rèn)為，由于這些深海生物呼吸的氧氣較少，新陳代謝速率降低，從而突破物種常規(guī)體型限制。該假說被稱為“氧溫假說”，基于氧氣供需平衡理論所提出：低溫下代謝耗氧需求增速低于氧氣擴(kuò)散供給，使大型生物不易缺氧。這為極地巨型化現(xiàn)象提供了理論解釋，但仍需通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

為驗(yàn)證“氧溫假說”（Oxygen-Temperature Hypothesis），夏威夷大學(xué)馬諾阿分校和蒙大拿大學(xué)聯(lián)合開展實(shí)驗(yàn)，并將研究結(jié)果《極地巨型現(xiàn)象和“氧溫假說”：對(duì)南極須肢動(dòng)物體型上限的測(cè)試》發(fā)表在《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B》上。研究團(tuán)隊(duì)選取南極巨型海蜘蛛兩大代表屬巨螯蛛屬（Nymphon）和鈍吻蛛屬（Colossendeis），涵蓋6個(gè)物種共42個(gè)樣本，監(jiān)測(cè)海蜘蛛對(duì)不同水溫的反應(yīng)。

研究人員赴南極洲麥克默多站（McMurdo Station），對(duì)6種本土巨型海蜘蛛進(jìn)行梯度水溫適應(yīng)性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)過程中，通過持續(xù)翻轉(zhuǎn)海蜘蛛，并記錄其自主翻身次數(shù)，評(píng)估其生理耐受性。水溫從接近原生環(huán)境的-2℃（28℉）逐步提升至10℃（50℉），以模擬環(huán)境溫度變化。研究人員預(yù)測(cè)，隨著水溫升高，巨型海蜘蛛會(huì)因?yàn)檠鯕庑枨笤黾右约皽囟葎×易兓絹碓诫y以翻身。

然而事實(shí)并非如此，巨型海蜘蛛能夠迅速適應(yīng)溫度的變化，在溫暖水域中的表現(xiàn)與小型海蜘蛛無異。這一發(fā)現(xiàn)與“氧溫假說”預(yù)測(cè)相悖，表明巨型海蜘蛛可能具備獨(dú)特的生理機(jī)制，使其在高溫環(huán)境下仍能維持高效的氣體交換。

“令我們驚訝的是，這些巨型生物不僅能在遠(yuǎn)超日常溫度的環(huán)境中存活，其應(yīng)對(duì)高溫的方式竟與小型同類完全一致，” 該研究的主要作者凱特琳·希希多（Caitlin Shishido）表示：“按常規(guī)理論，大型生物本應(yīng)更快耗盡氧氣儲(chǔ)備?！?這一發(fā)現(xiàn)提示，巨型海蜘蛛的多孔呼吸系統(tǒng)可能具有高度的演化彈性。

其實(shí)我生存了有五億年嘍~

巨型 海蜘蛛具備獨(dú)特的呼吸機(jī)制，它們借助腿部的小孔進(jìn)行呼吸。尤為特別的是，其腿部呈現(xiàn)出一種類似瑞士奶酪的多孔結(jié)構(gòu)，這種精妙構(gòu)造是它們呼吸功能得以實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。

研究人員根據(jù)研究得出結(jié)論，對(duì)于巨型海蜘蛛而言，體型大小與腿部孔洞數(shù)量存在顯著關(guān)聯(lián)。體型越龐大的巨型海蜘蛛，其腿上的孔洞數(shù)量就越多。這一發(fā)現(xiàn)為理解巨型海蜘蛛適應(yīng)特定環(huán)境提供了關(guān)鍵線索，或許正是這種特征，使得它們能夠輕松應(yīng)對(duì)溫暖水域中更高的耗氧需求。

深入探究其原理，腿部布滿的多孔結(jié)構(gòu)極大地增加了氣體交換的表面積。在氣體交換過程中，更多的氣體能夠與巨型海蜘蛛體內(nèi)的組織進(jìn)行接觸，從而顯著提高了氧氣攝取的效率。憑借這一高效的呼吸機(jī)制，巨型海蜘蛛即便處于極端環(huán)境條件下，也能夠維持正常的生理功能，展現(xiàn)出強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)能力。

值得注意的是，這項(xiàng)研究為短期實(shí)驗(yàn)，而長(zhǎng)期暴露于更高溫度環(huán)境可能會(huì)對(duì)巨型海蜘蛛造成傷害。需明確的是，該研究存在一定局限性，例如實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的9℃溫度已接近南極海洋生物的致死閾值，因此長(zhǎng)期熱暴露對(duì)巨型海蜘蛛的實(shí)際影響仍需進(jìn)一步觀察。

與此同時(shí)，研究人員指出巨型海蜘蛛適應(yīng)氣候變化的能力可能超出此前預(yù)期。此外，從更廣泛的生物學(xué)角度來看，巨型海蜘蛛多孔呼吸系統(tǒng)展現(xiàn)出的演化彈性，也為極地生物應(yīng)對(duì)氣候變化提供了新的研究視角。

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• 新聞來源 | 地球網(wǎng)
  

• 新聞提供 | 24級(jí)計(jì)算機(jī)學(xué)院 潘輝
  

• 文字翻譯 | 22級(jí)英文學(xué)院 阮均怡 22級(jí)中文學(xué)院 陳俊好

• 編輯 | 22級(jí)中文學(xué)院 陳俊好

• 初審 | 林丹

• 復(fù)審 | 張懿

• 終審 | 劉蘭鳳