科学|吃多了肚子容易长赘肉？对于它来说只是长胳膊而已科普|海葵|生活|

出品：科普中国
作者：苏澄宇
监制：中国科学院计算机网络信息中心
吃太多了，肚子先长肉，这是很多人的烦恼。对人类来说，吃下去的多余脂肪被消化吸收后，会先进入血液，再进入内脏，然后是腰腹，接下来就是屁股、四肢、面部。这也是为什么经常看到一个人长胖先胖肚子。
但，我们的红烧海葵，不对，海葵，它吃多了不长肚子，长胳膊！
吃得越多，长的“胳膊”也越多
如果你用某度搜索海葵，第一页里必然出现这些搜索结果：海葵怎么吃？海葵怎么做？海葵的功效？这就是吃货的力量。
海葵的长相，乍一看以为是植物，但其实它是一种动物，而且还是吃肉的动物。海葵捕食用的工具是它们的触手，也就是“胳膊” 。触手上都是刺丝囊，刺细胞的顶端有一个刺针，渗出的毒液可以麻痹猎物。

△一个成体星虫爱氏海葵图源：Wikipedia
但你怎么都想不到，它的触手数量居然和它的胃口成正比，即，吃的愈多，触手愈多。
科学家怎么知道的？
当然是用检验真理的万金油--做实验。艾萨姆 · 伊克米（Aissam Ikmi）是研究发育生物学的科学家。他在实验室里养了一些海葵。有一天他发现，这些海葵的进食量和触手数量之间似乎存在联系。
一般来说，海葵刚出生的时候，只有四个基本触手。

△海葵的触手发育过程，长出了最初的四个小触手图源：Anniek Stokkermans/Embl
随着身体的发育，触手越长越多。不同的种类的海葵到成年的时候会有不同数量的触手。星虫爱氏海葵（Edwardsia sipunculoides）成年之后会有16个触手。

△幼体星虫爱氏海葵有4个触手，成年后会有16个触手图源：文献1
有些时候，伊克米给的食物比较多，海葵三四天就可以长出一对新的触手。但如果，给它们的食物比较少，它们长“胳膊”的速度就比较慢。
根据这一观察，科学家做出了一个假设，即海葵吃得越多，触手越多。
但这些只是科学家的简单观察和推测，并没有大量的数据来支撑这一想法。因此，接下来他就要验证自己的假设。
伊克米养了超过1000个星虫爱氏海葵（Edwardsia sipunculoides），用丰年虾喂养它们。

△丰年虾，海葵的食物图源：Wikipedia
【科学|吃多了肚子容易长赘肉？对于它来说只是长胳膊而已】实验过程中，研究人员让海葵先饱几天，再饿几天，不断循环，然后记录它们长出触手的数量和位置。实验一直持续了6个多月。最后，研究人员将结果绘制成一张“触手图” ，即海葵触手长出顺序的图。

△幼体到成体的触手发育顺序图源：文献1
研究发现，没吃饱的时候，海葵触手增长变慢，甚至不长触手了。但如果食物一给足，它们马上重新焕发生机。
要得到严谨的实验结果，只是观察数量还是不够的，还得做定量分析。
科学家用赫斯特染色法，对海葵进行了染色，这样就可以在荧光显微镜下观察标识的DNA 。
下图中，白点就是标识的DNA 。可以清楚地看到，喂食的情况下， DNA数量明显更多，这说明它发育速度较快。不喂食的情况下， DNA数量明显减少，说明它的发育速度比较慢。

△图源：参考文献1
之后，科学家又用了另一种染色剂，氟硼荧（BODIPY），对海葵进行染色。这里插个话，氟硼荧，这是一种荧光染料，特别适合活体细胞的染色。氟硼荧只能吸收和发射的波长范围是，小于600nm的可见区域，发绿光。很酷对不对！

△在紫外线下才发光的氟硼荧，正常光照下不会发光图源：Wikipedia
经过染色，在紫外光下，吃饱了食物的海葵，触手生长的位置绿色荧光特别明显，说明细胞活跃，而那些没吃东西的海葵则反之。分页标题

△图源：文献1
这些实验结果，都说明了一个问题，吃得越多，长的“胳膊”越多，而且更快。
科学家还注意到，当某些海葵个体不产卵时，它们会长出更多的触手，这表明它们将原本用于繁殖的能量，用来发育触手了。
这个结果不仅限于本实验中的实验对象—星虫爱氏海葵，也适用于其他海葵。比如一种俗称垃圾葵（Aiptasia）的海葵属，科学家发现它们在缺乏食物的时候，长的触手也会变得短小，甚至长不出来触手。

△垃圾葵图源：www.thesprucepets.com
其它动物缺少食物的时候，只能挨饿等死，而对于海葵来说，挨饿的时候能在一定程度上控制营养信号的相关通路，来控制触手的发育，少长几根触手。触手少几根没啥事，毕竟还是小命比较重要，有了食物的时候再多吃点就长回来了。
假如你看到一只海葵“胳膊”比较少，可能只是饿坏了……
参考文献：
Ikmi, A., Steenbergen, P.J., Anzo, M. et al. Feeding-dependent tentacle development in the sea anemone Nematostella vectensis. Nat Commun 11, 4399 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18133-0
R?decker, N., Chen, J.E., Pogoreutz, C. et al. Nutrient stress arrests tentacle growth in the coral model Aiptasia. Symbiosis 78, 61–64 (2019). https://doi.org/10.1007/s13199-019-00603-9