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一般我们提到海绵,人们通常会想到由木纤维素纤维或发泡塑料聚合物制成的海绵。
但你知道吗?海绵可不单单是指软绵绵的沙发垫子、洗碗的清洁工具,它也可能是一种动物,海绵一词就是源于它。
海绵一词来自英文Sponge,最初就是指动物界的海绵,包含一类原始的水生无脊椎动物,是一种多孔动物统称为海绵。
海绵自古就被作为卫浴用品广泛使用,古希腊克里特岛的壁画就有天然海绵使用的描述。在中世纪,天然海绵开始用于教堂和医用。海绵丝干燥的时候其貌不扬,摸起来硬硬的并不好看。而当它遇到水以后所有的孔隙张开吸水性特强,变得柔软富有弹性,这时候用它洗澡洗脸,可以有效的清洁肌肤污垢,所以海绵一词最开始指的就是海洋里的海绵动物。
世界上已知的海绵有多种,但是只有15种左右有使用价值,人们称它们为“温驯”海绵。(下图为天然海绵)
因外形像植物,而且着生于海洋或湖泊底部,所以海绵千百年来都被认为是植物,但后来发现它们几乎具备所有最基本的动物特征,于是在19世纪中期被归入动物界。海绵缺乏神经系统、消化系统和循环系统,身上布满了通水的小孔和沟道,多数种类依靠维持恒定的海水流过其身体来获取食物和氧气,并清除体内的废弃物。典型的海绵由两层联系松散的细胞构成体壁,围绕着中央体腔构成管状身体,体壁有众多的小孔和沟道。此外,也有缺乏中央腔而身体有众多小孔和沟道的类型。
海绵是从所有动物的最近共同祖先中最先分化的一支,在整个动物界的演化树上是属于最根部的位置,和其他所有动物(即真后生动物)形成姐妹群关系。动物学中专门研究海绵的分支学科被称作海绵学。
只有躯干的海绵是如何操纵海水流动的?
国外研究人员在《自然》杂志在线报道一种叫玻璃海绵的品种,模拟揭示了这种复杂的结构生物,是如何改变海水穿过海绵时的流动方式。它们通过这个“技巧”可以帮助它们承受无情的洋流冲击,还可以以此来进食和繁殖。
先前的研究发现,玻璃海绵的网格状结构坚固而灵活。
利用超级计算机,国外研究人员法尔库奇及其同事模拟了水如何在海绵身体周围流动和流经,如果海绵是一个实心圆柱体,流过的海水会立即在下游形成湍流尾流,可能会把玻璃海绵“推倒”。但研究小组发现,玻璃海绵不但没有被“推倒”,相反的,水流经过和围绕着高度多孔的玻璃海绵,形成一个温和的水区,位于海绵的两侧,并取代下游的湍流。这样,玻璃海绵的身体承受的压力就会减少。
模拟显示,围绕玻璃海绵骨架外部的螺旋状脊也会以某种方式导致水在结构内部减速和旋转。结果,飘入玻璃海绵中的食物和生殖细胞将被困在没有脊的海绵中。这种方法还可以帮助一些其他的滤食动物捕捉更多的浮游生物。研究人员说,由于玻璃海绵可以有性繁殖,它还可以增加自由漂浮的精子遇到卵子的机会。
那么,玻璃海绵的这一技能对人类有什么用呢?或者说有什么启发呢?研究人员表示:人们可以研究玻璃海绵改变流动海水的能力,有助于建造更高、更抗风的摩天大楼。
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