【極地科普】南極巨型海蜘蛛：如何在深海中“躺平”？

在奧秘無窮的南極海域，潛藏著一種堪稱“躺平大師”的獨特生物——巨型海蜘蛛。盡管它的名字里帶有“蜘蛛”二字，卻和陸地上嚇人的蜘蛛大不相同。這類生物在汪洋大海中極不易被察覺，宛如隱匿于深海的幽靈。即便有魚類從它們身旁游過，也往往對它們視而不見，毫無捕食的欲望。究其原因，主要是巨型海蜘蛛奇特的外觀。它有著細細長長的腿，在水里猶如天線般肆意伸展，整體形象與人們印象中美味可口的海洋生物相去甚遠。

那么，巨型海蜘蛛究竟是如何在這冰冷的海洋中生存繁衍的呢？它們那纖細腿部上的小孔又隱藏著怎樣的呼吸奧秘？還有那令人驚嘆的體型變化，背后又有著怎樣的生物學機制？接下來，就讓我們一同揭開巨型海蜘蛛腿部小孔呼吸和神奇體型變化的神秘面紗吧！

別害怕，我只是路過噢~

極地巨型化（Polar Gigantism）特指極地海洋與深海環境中體型異常巨大的海洋生物現象。在全球多數海域僅數厘米長的海蜘蛛，于南極洲的南冰洋可生長至50厘米寬，其最大腿展可達70厘米。與生活在溫暖水域的同類相比，蠕蟲、海綿及其他海洋物種在極地環境亦呈現異常巨大的體型特征。這一體型悖論長期困擾著研究人員。

一種主流假說認為，由于這些深海生物呼吸的氧氣較少，新陳代謝速率降低，從而突破物種常規體型限制。該假說被稱為“氧溫假說”，基于氧氣供需平衡理論所提出：低溫下代謝耗氧需求增速低于氧氣擴散供給，使大型生物不易缺氧。這為極地巨型化現象提供了理論解釋，但仍需通過實驗驗證。

為驗證“氧溫假說”（Oxygen-Temperature Hypothesis），夏威夷大學馬諾阿分校和蒙大拿大學聯合開展實驗，并將研究結果《極地巨型現象和“氧溫假說”：對南極須肢動物體型上限的測試》發表在《英國皇家學會學報B》上。研究團隊選取南極巨型海蜘蛛兩大代表屬巨螯蛛屬（Nymphon）和鈍吻蛛屬（Colossendeis），涵蓋6個物種共42個樣本，監測海蜘蛛對不同水溫的反應。

研究人員赴南極洲麥克默多站（McMurdo Station），對6種本土巨型海蜘蛛進行梯度水溫適應性測試。實驗過程中，通過持續翻轉海蜘蛛，并記錄其自主翻身次數，評估其生理耐受性。水溫從接近原生環境的-2℃（28℉）逐步提升至10℃（50℉），以模擬環境溫度變化。研究人員預測，隨著水溫升高，巨型海蜘蛛會因為氧氣需求增加以及溫度劇烈變化而越來越難以翻身。

然而事實并非如此，巨型海蜘蛛能夠迅速適應溫度的變化，在溫暖水域中的表現與小型海蜘蛛無異。這一發現與“氧溫假說”預測相悖，表明巨型海蜘蛛可能具備獨特的生理機制，使其在高溫環境下仍能維持高效的氣體交換。

“令我們驚訝的是，這些巨型生物不僅能在遠超日常溫度的環境中存活，其應對高溫的方式竟與小型同類完全一致，” 該研究的主要作者凱特琳·希希多（Caitlin Shishido）表示：“按常規理論，大型生物本應更快耗盡氧氣儲備。” 這一發現提示，巨型海蜘蛛的多孔呼吸系統可能具有高度的演化彈性。

其實我生存了有五億年嘍~

巨型 海蜘蛛具備獨特的呼吸機制，它們借助腿部的小孔進行呼吸。尤為特別的是，其腿部呈現出一種類似瑞士奶酪的多孔結構，這種精妙構造是它們呼吸功能得以實現的重要基礎。

研究人員根據研究得出結論，對于巨型海蜘蛛而言，體型大小與腿部孔洞數量存在顯著關聯。體型越龐大的巨型海蜘蛛，其腿上的孔洞數量就越多。這一發現為理解巨型海蜘蛛適應特定環境提供了關鍵線索，或許正是這種特征，使得它們能夠輕松應對溫暖水域中更高的耗氧需求。

深入探究其原理，腿部布滿的多孔結構極大地增加了氣體交換的表面積。在氣體交換過程中，更多的氣體能夠與巨型海蜘蛛體內的組織進行接觸，從而顯著提高了氧氣攝取的效率。憑借這一高效的呼吸機制，巨型海蜘蛛即便處于極端環境條件下，也能夠維持正常的生理功能，展現出強大的環境適應能力。

值得注意的是，這項研究為短期實驗，而長期暴露于更高溫度環境可能會對巨型海蜘蛛造成傷害。需明確的是，該研究存在一定局限性，例如實驗中設置的9℃溫度已接近南極海洋生物的致死閾值，因此長期熱暴露對巨型海蜘蛛的實際影響仍需進一步觀察。

與此同時，研究人員指出巨型海蜘蛛適應氣候變化的能力可能超出此前預期。此外，從更廣泛的生物學角度來看，巨型海蜘蛛多孔呼吸系統展現出的演化彈性，也為極地生物應對氣候變化提供了新的研究視角。

好啦，本期的科普又到尾聲咯！如果你還有點意猶未盡的話，趕快點擊上方藍字關注“南國極地問題研究中心”公眾號吧，往后我們會繼續給大家帶來更多有趣的極地科普哦~

• 新聞來源 | 地球網
  

• 新聞提供 | 24級計算機學院 潘輝
  

• 文字翻譯 | 22級英文學院 阮均怡 22級中文學院 陳俊好

• 編輯 | 22級中文學院 陳俊好

• 初審 | 林丹

• 復審 | 張懿

• 終審 | 劉蘭鳳