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輝哥海生探奇
水母神奇修復術 重組與對稱

文‧攝影/陳勇輝(國立海洋生物博物館助理研究員) 圖/達志影像 (2025/7/22)

海月水母藉由肌肉收縮的力量,修復身體對稱。

 在碧藍海洋裡,海月水母(Aurelia aurita)像一朵朵漂浮的透明花朵,隨海水優雅的擺動。這般脆弱的生物,如果被海龜攻擊,失去幾條觸手會怎麼樣?能像壁虎一樣「再生」新觸手,還是就此殘缺的漂流一生?

 為了找答案,科學家實驗探索海月水母受傷後的反應,最終揭開答案:重新排列觸手。

壁虎遇到危險會斷尾求生,會再長出新尾巴。

不是再生 調整新平衡

 海月水母的修復方式很特別,不是再生斷掉的部分,而是重組既有的觸手,達到身體平衡。

 研究人員小心的切除水母幾條觸手——有些水母只剩下原來八條觸手中的四條到六條。如果僅剩兩三條觸手,這些水母不是死亡就是完全失去對稱性。水母在失去觸手後並沒有長出新的,而是將「剩下的四條到六條觸手」重新排列,讓整個身體恢復放射狀的對稱。甚至連水母口部的中心位置也會移到調整後的身體中央。完整修復過程通常需要十二小時到四天,科學家稱為「對稱化」(symmetrization),這就像拼圖中少一片拼圖,解決問題的方式不是補一塊新的,而是調整現有拼圖的位置,讓畫面重新呈現平衡與完整。

 為什麼海月水母能完成「對稱化」任務?研究人員先嘗試讓缺少觸手的水母在有光或無光,有水流或靜水的環境中恢復,結果發現這些環境變化不影響水母的修復效率,說明對稱化不是由環境條件觸發的。

 隨後科學家使用藥物抑制水母的細胞增殖與自然死亡。結果發現:即使細胞沒有生理活動,水母仍可完成對稱化,證明修復方式與細胞更新無關。

海月水母有對稱的身體構造與透明的身軀。

肌肉收縮 新動力來源

 於是科學家將注意力轉向水母本身。水母透過收縮和舒張傘狀身體來推進水流,這樣的運動會在水母體內產生「向內拉扯」的力量。而這股機械力是不是水母調整身體結構的關鍵呢?

 科學家將水母上下倒置,使牠的開口朝上,結果發現倒置水母不會讓對稱排列的過程受阻。顯示重力的方向不會影響水母恢復對稱的能力。實驗進一步使用化學物質「丁二酮 」,抑制水母的肌肉收縮,發現不能收縮的水母無法順利完成對稱化,證實肌肉運動產生的機械力是水母修復過程中不可或缺的動力來源。

海月水母是水族館展示的明星物種。

力學平衡 藏身生物學

 海月水母的對稱化機制,像一套精密的「力學平衡系統」。一旦手臂數量不對稱,水母身體受到的拉力也因此失衡。這種不平衡會在水母每次收縮與舒張時促使觸手重新排列,以恢復原有的平衡。藉由不斷調整,最終水母會使觸手平均分布,口部回到中央,恢復放射狀的整體對稱。

 海月水母的對稱化修復機制,使大眾重新認識「生物再生」,也提醒我們自然界的奧祕不單只藏於基因,更存在看似簡單的力學運動。