拥有巨大眼睛的微小蠕虫可能拥有一种“秘密语言”

拥有巨大眼睛的微小蠕虫可能拥有一种“秘密语言”

蠕虫的身体可能看起来并不那么有趣。然而,仔细观察还可以发现,有些蠕虫会使用额外的附肢像“魔毯”一样在水中移动,而另一些蠕虫则会脱下屁股进行繁殖。科学家们现在发现,一种多毛蠕虫配备了复杂的视觉系统,主要由两只大眼睛控制。

瓦纳迪斯多毛虫的眼睛可能利用紫外线 (UV) 光进行交流和寻找配偶和/或食物,这在自然界中尚未得到充分记录或研究。这种蠕虫也可能是已知的唯一一种利用紫外线发光的生物发光动物。这一发现发表在 4 月 8 日发表在《当代生物学》杂志上的一项研究中。

认识 Vanadis 多毛虫

本研究中的 Vanadis 多毛虫是在意大利那不勒斯以西地中海的蓬扎岛周围发现的。它属于多毛类大眼多毛虫科。它们长约六英寸,主要以浮游生物、藻类和死生物体内的有机物为食。作为一对,这种虫子的眼睛重量约为其头部其余部分的 20 倍,看起来就像两个巨大的红色球体绑在它的身体上。如果人类的眼睛也有这么大,那么我们需要多携带大约 220 磅的重量。由于这种虫子是夜行动物,太阳出来后就会消失,科学家们想知道它们的眼睛之后会做什么,以及它们有什么用处。

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在这项研究中,丹麦哥本哈根大学、瑞典隆德大学和意大利图西亚大学的团队检查了他们在浅水中手工采集的三种多毛虫。他们把它们带回实验室,仔细分析了它们的眼睛。研究小组发现,Vanadis 的视力比以前认为的更好、更先进。尽管它的神经系统更简单,但它的眼睛可以看到非常小的物体并追踪它们的运动。

一种用于交配的“秘密语言”

研究小组仍在试图弄清楚它们是如何进化出如此敏锐的视力的。蠕虫的身体是透明的,除了眼睛需要感知光线才能正常工作。这意味着它们不可能天生透明,所以它们的眼睛变得可见必定伴随着一些进化权衡。拥有透明的身体和可见的眼睛在某些方面必定具有大于后果的进化益处。

蠕虫究竟从中获得了什么仍不清楚,部分原因是它们不会在白天出来,而白天的眼睛通常工作得最好。

哥本哈根大学海洋和神经学家安德斯·加姆在一份声明中说:“没有人在白天见过这种蠕虫,所以我们不知道它藏在哪里。因此,我们不能排除它的眼睛在白天也会使用的可能性。”“我们确实知道的是,它最重要的活动,比如寻找食物和交配,都是在夜间进行的。所以,很可能这时它的眼睛就很重要了。”

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研究小组认为,部分原因是这些蠕虫能够看到与人类不同的光波长。与许多鸟类、驯鹿和其他更复杂的生物一样,蠕虫的视觉可以看到人眼看不见的紫外线。这可能表明眼睛的作用是在漆黑的夜间海洋中看到生物发光信号。生物发光发生在生物能够自行发光时。萤火虫是一个著名的例子,它们利用某些化学物质在体内发光。

“我们有一个理论,认为蠕虫本身具有生物发光性,并通过光相互交流。如果你使用普通的蓝光或绿光作为生物发光,你也会冒着吸引捕食者的风险,”加姆说。“但如果蠕虫使用紫外线,它对同类以外的动物来说仍然是隐形的。因此,我们的假设是,它们已经发展出敏锐的紫外线视觉,以便拥有一种与交配有关的秘密语言。”

蠕虫可能还需要警惕紫外线生物发光的猎物。Garm 表示,不管其用途是什么,Vanadis 蠕虫都可能成为第一种被证实可以自然产生紫外线生物发光来交流的动物。

机器人研究和进化争论

该团队已开始与南丹麦大学的机器人研究人员合作,研究如何更好地了解这些眼睛背后的机制,以便将其转化为技术。

“我们正与机器人研究人员一起努力,研究大脑如此简单的动物如何处理如此大的眼睛可能收集到的所有信息,”Garm 说。“这表明,它们的神经系统中存在处理信息的超级智能方法。如果我们能用数学方法检测出这些机制,它们就可以集成到计算机芯片中,用于控制机器人。”

除了机器人之外,它们的眼睛还可以帮助解决围绕进化论的一场激烈争论。眼睛是只进化了一次才形成我们今天所知道的每种形态,还是在进化史上出现过好几次?

蠕虫的眼睛构造相对简单,但功能却非常先进。它们在短短几百万年内就同时进化了——从进化的角度来看,这是一个相对较短的时间跨度。这些蠕虫的眼睛可能独立于人类等更复杂的眼睛而发展,并且可能有助于证明视觉的发展可以在相对较短的时间内实现。

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