海绵古今谈
海绵古今谈
人们通常所用的海绵与海里生活的不可同日而语。也许有人惊奇地问道:“海里还有海绵吗?”其实,生活在海里的海绵才是真正的海绵,人造“海绵”只是仿造了海绵的结构而已。倘若把海绵从水中捞取上来,在海滨挖坑埋藏,待等烂掉肉质,剩下纤维状交织的骨骼,再经过漂洗,才是我们日常所见的海绵。生活在海水中的海绵,多数是灰黄色、褐色或黑色的块状物。它的体表有许多凸起,凸起的旁边有许多小孔,凸起的顶端有一个大孔。海水就从小孔流进去,又从大孔流出来,那些微小的生物随着水流进入海绵体内,成为“自投罗网”的食物。所以,海绵虽然被称为“海中的花和果实”,看上去似植物一般,实际上是一种动物。
海绵动物是多细胞动物当中结构最简单、形态最原始的一类,早在寒武纪以前就已经出现并一直繁衍到了现代。海绵动物由单细胞动物演化而来,它们的细胞已经分化了,但是还没有形成组织和器官。海绵动物有单体的,也有群体的,外形多种多样,其中单体海绵有高脚杯形、瓶形、球形和圆柱形等形状。海绵动物的体壁有许多孔,孔内有水道贯穿,体内有一个中央腔,其上端开口形成整个个体的出水孔。
海绵动物
多数的海绵动物具有骨骼。骨骼分两类,一类是针状、刺状的钙质或硅质小骨骼,称为骨针;另一类是有机质成分的丝状骨骼,称为骨丝。骨丝不易被保存成化石,而骨针能够形成化石。有些骨针能够互相穿插形成骨架,这样的骨架形成化石后可以保持海绵体原有的外形。
科学家对海绵动物进行分类的依据主要就是骨骼的性质和成分。一般可以把海绵动物分成4个纲:钙质海绵纲、普通海绵纲、六射海绵纲和异射海绵纲。科学家记述的化石海绵动物有1000多个属,其中最早的代表有发现于非洲刚果前寒武纪地层中的钙质海绵、俄罗斯卡累利阿和叶尼塞山的元古代中期地层中的硅质海绵的骨针以及我国南方前寒武纪中的零星代表。从寒武纪开始,普通海绵、六射海绵和异射海绵3个纲的许多代表就都已经出现了,其中的异射海绵纲在三叠纪中期以后绝灭。钙质海绵则是在泥盆纪时才开始出现。
海绵动物从远古以来生存的领域非常广泛,因此它们的化石能够保存在石灰岩、砂岩、页状白垩层以及深水黏土岩等各种不同的岩石中。由于古生代和中生代的海绵动物经常与珊瑚和腕足类等典型的浅海动物共生,因此科学家一般认为它们在当时主要生活在浅海。新生代的海绵动物的生活领域与现代类似,而总的趋势是它们的适应范围越来越大。
现代的海绵动物除了普通海绵纲中的单轴滚海绵科生活在淡水水域中外,其他的全都生活在海洋中。钙质海绵的分布可以从滨海水域直到2195米深的深海,但是主要分布区是在水深小于100米的范围内。海生的普通海绵的分布区是滨海至半深海。六射海绵却基本上生活在深度较大的大陆斜坡及其以下的深海底,水深小于90米的海域基本上见不到,在90~200米水深范围内也只能发现少数分子;只有在南极水域的浅海水域生活有少数的六射海绵。
现代海绵动物
现代的海绵动物可以在地球上各个纬度的海洋里出现。普通海绵主要分布在温暖海洋,高纬度地区较少见。六射海绵在热带和亚热带海域里较为集中,在印度尼西亚、菲律宾海域和中国南海尤其丰富,少数分子也分布于南极附近海域。残存的钙质海绵则分布于温热的海域。
在地球上的海洋里,至少有9000种海绵。有的海绵甚至生活在淡水中。它们靠身上的小孔,从成吨的海水中过滤到几克微薄的营养物质维持生命。海绵是多细胞(multicellular)生物,虽然有些海绵有玻璃一样的骨骼。但是总体上看,海绵没有组织、肌肉、器官、神经、大脑这些要件。海绵细胞的主要成分是碳酸钙或碳酸硅以及大量的胶原质。在海绵的管壁上,长有摆动的长须(cilia),长须能从海水中滤掉废物,留下营养。不论海绵的体积多大,所需要的食物只要能满足每一个细胞就够了,并不贪婪。当然,海绵中也有“凶猛”者。在夏威夷生长的火海绵能够分泌毒液,给其他动物造成剧痛;生长在地中海的一种海绵,则具备诱骗小甲壳类动物的能力,能够伸出锋利的刺把它们团团围住,饱餐一顿。
海绵也是最早的有性繁殖生物,大多数的海绵都是雌雄同体的,能够同时产生卵子和精子并排入水中。精子会一直在海水中遨游,直到找到另一个海绵管道的接收入口。海绵的多情还表现在:它还有另外一种生殖方式——如果一块海绵遭受外力破坏,被拆散了的细胞会在海水中寻找同伴,然后重新聚在一起,仿制出一块与它们父母辈相同的海绵。海绵受伤以后,不会用新细胞代替旧细胞的方式愈合伤口,而是调动旧的细胞到创伤处,阻止伤口进一步蔓延。就这样,海绵很潇洒地生活在水下,并为周围成千上万种生物提供庇护所。
古希腊人、古罗马人和我国古代劳动人民很早就认识和采集海绵动物,特别是浴用海绵,网孔细,弹力强,吸水性好,可以用于洗澡擦身、洗碗等,后来又在工艺、医学和日常生活方面展现了越来越多的广泛用途,如做油漆刷子,用作钢盔的衬垫和其他垫子,烧成灰能治疗脚痛等。在地中海、红海和美洲沿海等地,人工养殖海绵动物业十分发达,人们将海绵切割成块,用绳系在架上,投入海中,2~3年就可收获大批海绵了。不过,随着人造海绵业的发展,已经使得海绵动物养殖业日趋衰落。但是随着科学技术的不断发展,人们又发现了海绵动物新的价值,例如有人正在研究用海绵净化海水,以达到维持海洋环境生态平衡的目的。
科学家还发现海绵体内的毒素可以用来制药,治疗肿瘤、心血管和呼吸系统等疾病。目前,海绵是发现海洋活性物质最丰富的海洋生物,已经成为海洋药物开发的重要资源。