栉水母不会屈服于深海生物的极端压力

地球海洋的底部可能就像是另一个星球。那里的温度极低，几乎没有阳光，而来自上方海水的压力足以将人压垮，就像压垮一罐汽水一样。一些物种，包括一些章鱼、鱿鱼和栉水母（又名栉水母）仍然能够在这个现实生活中的暮光区生存。6 月 27 日发表在《科学》杂志上的一项研究发现，栉水母的细胞膜已经形成了一种独特的结构，使它们能够在如此巨大的压力下生存。

栉水母和细胞膜

虽然栉水母看起来很像水母，但它们并不是近亲。它们属于栉水母门，而水母属于刺胞动物门。栉水母分布在世界各地不同深度的海洋中，它们有成排的小梳状板，用于在水中移动。它们主要以其他栉水母和小型海洋无脊椎动物（如海瓶藻和管水母）为食。

在这项研究中，来自美国各地的科学家团队从细胞膜中寻找线索，以了解这些古怪的无脊椎动物如何适应环境。细胞膜有厚厚的脂质和蛋白质层，它们必须保持某些特性才能正常工作。多年来，科学家们已经知道，一些生物已经改变了脂质，以在极寒天气下保持流动性——这一过程被称为同种黏度适应。目前尚不清楚的是，生活在深海的生物如何适应强烈的压力，或者对寒冷的适应是否与对压力的适应相同。

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这项研究的合著者、加州大学圣地亚哥分校的生物化学家 Itay Budin 正在研究大肠杆菌的自粘性适应能力，当时合著者、蒙特利湾水族馆研究所 (MBARI) 的 Steven Haddock 提出了一个问题。栉水母是否具有相同的自粘性适应能力来补偿极端压力？

关注脂质

这些对寒冷的适应通常归结于脂质或脂肪。生物体越复杂，脂质的种类就越多。例如，人类细胞有数千种不同的类型。心脏的脂质与肺的脂质不同，肺的脂质与皮肤中的脂质不同。这些脂质也有不同的形状，从圆柱形到圆锥形。

为了确定压力和寒冷适应是否相同，研究小组需要在实验中控制温度变量。研究合著者、MBARI 和加州大学圣地亚哥分校生物化学家 Jacob Winnikoff 分析了从北半球各地收集的栉水母。其中包括一些生活在加州海底的栉水母，那里的温度很低，水压很高。他们还观察了一些来自北冰洋表面的栉水母，那里的温度很低，但压力没有那么高。

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“事实证明，栉水母已经进化出独特的脂质结构来补偿高压，这种结构与补偿极寒的脂质结构不同，”布丁在一份声明中说。“以至于压力实际上是将它们的细胞膜结合在一起的原因。”

他们将这种适应性称为“同质曲率”，因为脂质的曲线形状已经适应了栉水母独特的深海栖息地。在这里，它们的锥形脂质已经进化成更夸张的锥形。海洋的强大压力抵消了这种夸张，因此这使得脂质形状更正常，但只有在如此极端的压力下才会如此。当深海栉水母浮出水面时，夸张的圆锥形状就会恢复。然后膜会完全裂开，动物就会解体。

研究发现，这些呈夸张锥形的分子是一种名为缩醛磷脂的磷脂，人类大脑中含量丰富。缩醛磷脂减少通常伴随大脑功能衰退，甚至引发阿尔茨海默病等神经退行性疾病。

“我们选择研究栉水母的原因之一是它们的脂质代谢与人类相似，”布丁说。“虽然我对发现缩醛磷脂并不感到惊讶，但令我震惊的是，它们占深海栉水母脂质含量的四分之三。”