这就是个海底大水泵

原创 行行行行

来源：潜水宝典

精致的'水泵'

DELICATE SPONGE

无论你在哪里潜水，从热带到温带，哪怕是南北极，这基本都基本是每潜必见的动物，但是有几个人了解并关注过呢，恐怕很少。这就是~

海 绵

虽然海绵看起来像一动不动的植物，但它实际上是一种动物，是地球上最简单最原始的多细胞动物。这些没有大脑或移动能力的简单动物已经在地球上生活了近6亿年。目前已经发现了近万种海绵，足足占了海洋动物种类的1/15。均分布在海洋的潮间带到8600米深处。

它们绝对不是看上去的那么“安静”，它们可以捕猎，可以产卵，甚至真的可以缓慢的移动，而真正有趣的是它们一生都象是海底的“大水泵”。

海绵的前世今生，看看这个海底“大水泵”的效率和威力

它多种多样，多姿多彩，甚至可以说无比华丽。本文会告诉你：错过它，就过错了多少惊喜。

海绵是什么

1755年人类第一次确定海绵不是植物，而是动物。后来从海绵的分子数据表明，海绵和现代大部分更复杂的动物都是从一个共同的祖先进化而来的。海绵可能只是进化了一半就停止了。

海绵，作为世界上结构最简单的多细胞动物。既没有头，也没有尾、躯干和四肢，更没有神经器官。海绵细胞的主要成分是碳酸钙或碳酸硅以及大量的胶原质，而将这些细胞相互支撑起来的是一种针状结构。也可以说这种针状结构才是构建起海绵各种形态的强力“支架”。不同种类海绵的划分核心就在于不同的构建它们的不同针状结构。换句话说，如果没有这种针状结构，就不是海绵。

几种常见的构成海绵的针状结构形态

这是构成海绵结构的核心

我们眼中海绵的最大特性就是吸水/存水，而在海绵的漫长一生中，它最大的生活流程更像是个“大水泵“，一个能够高效过滤养分的水泵装置。海绵内外部布满了可以用来引导水进入和过滤的孔（ostia），通过内部的领细胞（collar cells）留下水中的营养物质，最后将过滤后的水和废物通过顶部的大孔（oscula）排出海绵。

需要注意的是，象桶海绵、管海绵这样顶部的“大孔”非常明显，而大部分其他种类的海绵，会将这样的“出水孔”任务交给无数个小孔完成，形态外观可能更像是一种珊瑚，如果不做实验，甚至分辨不出“孔”在哪里。

从简单到复杂的海绵内部过滤系统

黄色为入水过滤孔，红色为内部领细胞（collar cells）

海绵作为“水泵”的效率有多高呢，举个栗子。……直径为50厘米，高为30厘米的桶状海绵，一天内可以其吸取并过滤约1000升的水。也就是海绵大约在一天中可以过滤相当于其体积的10000至20000倍的水！

几毫米到2米

最大的海绵可以长到2米左右，比如桶装海绵，而瓶海绵或绳海绵也可以长到超过1.5米。的确，在潜水中我们看见最多的管海绵的尺寸也都不算小。但实际上世界上大多数的海绵尺寸尺寸只有几厘米，甚至有些瓮形或钙质海绵的高度还不到3毫米。它们的尺寸及种类主要受到生存环境的影响，进而给它们带来如何的食物供应。

南极罗斯岛水下的巨型玻璃海绵

只有5mm大小的钙质海绵

生活环境不同也给海绵提供了颜色的丰富多样。主要决定于其自身和周围共生藻的光合作用产生的色彩，这一点和珊瑚有些类似。浅水区海绵，通常颜色鲜艳，范围从红色、黄色和橙色到紫色，偶尔也会为黑色。

比较罕见的黑色海绵

随着深度的变大， 光合作用减弱的时候，共生藻的色素也不再产生，海绵在黑暗中就会变为白色（比如深海，或洞穴中）。淡水海绵几乎都是鲜亮的绿色，主要由于周围几乎被绿色藻类占据，且光照充足。

日用的海绵

在古希腊和古罗马，海绵被用来刷油漆、当拖把，士兵还用它来作为饮水器的替代品。在中世纪，被烧过的海绵被认为对各种疾病有治疗价值。

如今天然海绵主要用于陶器和珠宝制作过程中，还用在工艺品和装饰品中。而真正日常生活中的海绵早已经被合成材料取代。

浴用海绵 Bathing Sponges (Spongia officinalis)

海绵的质地特征千差万别，表面上可能锋利、粗糙、绒软，柔弹，也或者光滑无比。大部分的海绵都是坚硬的活不具备足够柔软和富有弹性的骨架，只有寻常海绵纲中的“浴用海绵”Bathing Sponges (Spongia officinalis)符合人们的商业或日用需求。在所有海绵数量中，大约不到7%不。

将它们打捞上来后，需要彻底清除它们表面数百万个活细胞，一些末端的纤维末端的坚硬物质后，只留下柔软而有弹性的海绵骨架，才能作为商用海绵使用。

处理晒干，初步分割后的浴用海绵 Bathing Sponges

世界上最好的商用天然海绵出产在中东地中海地区、西印度群岛、墨西哥、伯利兹和菲律宾南部。我国的海南岛和涠洲群岛也有部分出产。

直到现在，天然海绵圣地——希腊卡林诺斯岛（Kalymnos ）的海绵打捞和处理过程依然遵循着传统的流程。

必知の名角

在漫长的6亿年进化发展中，有很多海绵种类已经消失，只能在化石中得以寻觅。目前世界上还存在的海绵主要可以分为四大类：

寻常海绵（Demospongiae）

玻璃海绵（Hexactinellida）

钙质海绵（Calcarea）

同骨海绵（Homoscleromorpha）

钙质海绵 Calcarea

大部分生活在洞穴边缘的同骨海绵（Homoscleromorpha），属于非常罕见的品种，看上去有点象珊瑚或海葵。

从名字就知道，最分布的最广就是“寻常海绵”，占了所有海绵种类的90%，全世界有超过7300种，这其中又分出了四大类，都各有特色，第一类就是前文说的浴用海绵Bathing Sponges (Spongia officinalis)，这里就不再多说，主要说说其他三类。另一个必须要说是海绵中最“高冷”的——“玻璃海绵”。

1、背后的“狠角色”

你一定在沙滩上见过布满孔洞的贝壳，或者礁石，或许你以为是水流侵蚀的结果。但实际上是活活被海绵用酸蚀刻而造成的，它们将贝壳或珊瑚表面的碳酸钙侵蚀掉，从而在上面开始生长。

被“无聊海绵”侵蚀过的贝壳对比

这就是“寻常海绵”中的 “无聊海绵” Boring Sponges (Clionidae)。在水中它们看上去非常小巧，混在珊瑚中，以为是珊瑚的一部分，感觉很人畜无害，实际背地里却是这样的“狠角色”。

布满珊瑚一角的“无聊海绵”，直径大约只有1~2厘米

2、爱吃肉的货

在阳光不足的深海，水中几乎没有可以提供海绵生长的养料，于是海绵将其外部的引导水流的细胞系统转换为直接带有粘性的“小钩子”。这种钩子结构更像是尼龙搭扣（Velcro）一样，可以捕获小型的无脊椎动物。

捕捉小动物的竖琴海绵

小动物被粘在海绵“枝条”上，非常缓慢的进行分解

但是由于海绵没有消化系统，所以被捕获的猎物会长时间的被黏住，通过单细胞来缓慢的分解猎物。目前科学家已经发现了四种不同的食肉海绵，它们被称为Carnivorous Sponges (Cladorhizidae)，也属于“寻常海绵纲”。

3、靓的绿油油

淡水海绵Freshwater Sponges (Spongillidae)，几乎生活在除南极洲以外的每个大陆的各种淡水生境中。

浅水区的淡水海绵

它们在湖泊的数百米深处被发现，沿着小溪包裹着表层岩石，到沼泽，甚至是高山水体。这些海绵几乎都呈现为靓丽的绿色，绝对是拍照打卡的宠儿。它们也属于“寻常海绵纲”。

在白俄罗斯的河底的淡水海绵

4、玻璃般高冷

大概除了浴用海绵之外，对人类贡献最大的就是玻璃海绵（Hexactinellida），主要贡献于艺术和科学领域。

1904出版的《自然界的艺术形态》书中

出现了玻璃海绵的图样（右下角）

它们本身外观精巧优美，完全打破了人们对传统海绵的认识。加上它们主要生活在200米~8000米的深海，说它们高冷最为贴切。

深海中形态各异的玻璃海绵

顾名思义，玻璃海绵没有柔软特性，完全由硅质细针结构组成，通常都生长在坚硬的表面上，有些种类会深深的锚定在软底的沉积物中。设计师利用其坚硬的质地和富有几何的网状骨架特征制作出很多高档工艺品。

玻璃海绵的精致结构

工程师则从这种坚固的有机网状骨架中吸取灵感，模仿海绵针的机械强度，作为现代高层建筑物的结构，最为著名的就是埃菲尔铁塔的框架结构。

从玻璃海绵中获得灵感的建筑结构

在现代网络传输中的光纤电缆的内部结构也参考了玻璃海绵的网状设计，事实已经证明，比人类之前使用的玻璃纤维更加高效。

寄生？共生

几乎所有生活超过亿年的海洋生物都具有共生的特性，海绵自然如此。

从初生开始，大部分海绵都不会独立生长在海底，而会“寄生”在珊瑚或软体动物的贝壳上，它们通过缓慢侵蚀钙化表面来固定自己，而且很多海绵之间也会相互“抢夺”空间，甚至相互“寄生”成长。不过科学研究证明，被“寄生”方并没有因此而死亡, 反而更加健康这恰好证明了物种多样性的后果是积极和良性的。

不同的海绵种类相互聚集，叠加共生

“共生”在珊瑚上的海绵

在成长过程中与之共生的海藻，可以过滤和吞噬很多微生物给海绵带来的病菌，帮助海绵更健康的生长。而海绵为藻类提供生存的养料。

以爱“共生”

海绵中最著名的共生故事的主角应该属于金星花篮（Euplectella aspergillum）。它们为猬虾（Stenopodidea）提供了完美的保护所。

猬虾还是幼体的时候，就会成对的寻找这种玻璃海绵作为保护外壳，而它们可以为海绵清理维护，当海绵长大后会逐渐封闭起来，而同时长大的猬虾也无法出去，于是一辈子被困于其中，终身生存。曾经这是一种结婚礼物，象征着两个忠诚伴侣之间的终生纽带。

Euplectellid花篮海绵，里面有被捕的终身虾（海绵中的左下方）。

拍摄于马里亚纳群岛

还有一种有趣的海绵蟹（sponge crab），喜欢一直顶着海绵作为伪装，它们是用钳子撕下来一块活海绵，然后将其紧贴背上（外壳），据说被选中的海绵都是一些带有特殊味道的海绵，会阻止某些鱼类或天敌的攻击。

就这么背着，好像就看不见你呢？

而海绵本身具有很强的再生功能，且寿命远大于螃蟹，所以也需要一个生长的基地。这样的寄生关系比起拳击螃和海葵之间，要显得更加“友善”。

喷射繁殖

海绵的性成熟与它们生活的水温有关，在温带地区，成熟主要发生在春季到秋季。而热带地区的一些海绵，甚至在一年中的任何时候都会成熟，也就是随时都会繁殖。

海绵的繁殖灵活性很大，大部分是有性繁殖，偶尔也周围环境不允许的极端情况下，也可以完成无性繁殖。

喷射出成熟的精子

卵子受精成熟后喷射出海绵幼体（sponges larva），开始在水中漂浮。

海绵虽然大部分是雌雄同体，但是精子和卵子并不会同时成熟。在繁殖期的时，精子成熟海绵先释放出精子，然后跟随水流进入卵子成熟的海绵，这时，原本负责过滤水流的领细胞（collar cells）会离开“岗位”，携带精子去与卵子“合体”，形成受精卵，在海绵体内发育。最后再随水流释放出去。

释放后的海绵幼体通常都会在水中漂浮几小时到几天，然后才会找到适合附着的表面开始生长。

不同的海绵有不同繁殖状态。虽然最后这种繁殖喷射稍微有点随意，感觉力度不大够啊。