单细胞的生物像一名狙击手一样用它的复眼捕食

新科学家  12:31 16 June 2015 by Michael Le Page

视频: 单细胞的狙击手用一只眼睛来捕猎

在生命世界中它也许是最不寻常的眼睛------如此非同寻常以致一个多世纪前没有人相信首次描述它的生物学家。

现在看来这个眼的微小主人通过检测偏振光使用它来捕捉不可见的猎物。这个建议也可能会感到疑惑的，因为这个眼是属于一个称为Erythropsidinium（裸甲藻目）的单细胞生物的，它没有中枢神经，更不用说大脑。那么它怎样"看见"它的猎物呢?

巴西圣保罗大学的费尔南多·戈麦斯认为它可以的。他告诉新科学家杂志，"Erythropsidinium是一名狙击手"。"它等待看见这个猎物，并朝这一方向射击"。

Erythropsidinium属于一组称为腰鞭毛虫的单细胞浮游生物。它们可以用一个尾巴或鞭毛游动，许多拥有叶绿体，允许它们像植物一样通过光合作用得到它们的食物。

其它的通过射出类似于水母的刺胞细胞刺飞镖猎获的。戈麦斯说，当猎物靠近时它们感觉振动，但它们往往在设法打中猎物之前不得不开火几个飞镖。

戈麦斯认为，Erythropsidinium和它的亲近亲属可以做得更好，因为它们用它们独特和复杂的从细胞伸出的称为单眼状的眼睛发现了猎物。他说，"它知道猎物在哪里"。

像相机一样

单眼状的前面是一个透明的相当像眼球的球体。在背面是一个黑暗的、半球形结构的检测光到的地方。单眼状令人想起脊椎动物的相机般的眼睛，但它实际上是一种改性的叶绿体。

许多单细胞生物有所谓的由感光色素构成的眼状斑点，一些甚至可以朝向光源游泳或远离。所以它可能是单眼状只是有助于集中光甚至可以发现非常低的水平------正如一些生物学家认为的。

戈麦斯说，但这毫无意义。他在未发表的著作中发现了单眼状可以占据一个细胞体积的三分之一。没有必要只是为了告诉它是亮或暗用这样大型、复杂的结构。更重要的是，他的 Erythropsidinium的视频揭示它可以把单眼状指向不同的方向。戈麦斯说，"如果你只把它用作简单的感光器你不需要移动你的眼睛"。

研究Erythropsidinium的其他生物学家也得出它使用它的单眼状狩猎的结论。

加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的布莱恩·勒安德说，"绝对的，这是合理的"。他指出，虽然Erythropsidinium 捕食透明的动物------包括其它的腰鞭毛虫------但那是在正常光线中几乎看不见的。

光极化器

但腰鞭毛藻的大块核具有一种不寻常的特性------它只用来极化光的。所以勒安德的团队认为单眼状可以检测偏振光，使腰鞭毛虫Erythropsidinium 捕食在相对背景中清楚脱颖而出的。

获得确凿的确切的单眼状可以检测的和Erythropsidinium对这个信息的行为的证据将不是容易的。

勒安德说，Erythropsidinium是很难找到的，没有人能够保持它在实验室中活几天的。这个几十年来阻碍了进展。戈麦斯从欧洲搬到巴西继续追求他的研究，因为Erythropsidinium在热带水域是更常见的。

也许最突出的问题是Erythropsidinium怎样分析着它"看"的。勒安德问，"这个图像怎样被一个单细胞处理的呢?"。"它是很难让你的思维包住的"。

戈麦斯说，它不是正常意义上的看，因为你需要为那个的一个大脑的。但Erythropsidinium可能某种程度上能够找出猎物的大小、位置和潜在猎物的轨迹。他认为它甚至可以检测到潜在的捕食者。

"当你有一只眼，你可以看到你的猎物时，你也能够看到你的捕食者"。

 


工作中的狙击手(Image: Fernando Gómez/Laboratory of Plankton Systems, Oceanographic Institute, University of São Paulo)

然后它们可能就会踢的。因为Erythropsidinium也有一个独特的射出一个细长突起的称为活杆的结构。勒安德说，"这是一个非常快速的过程"。

就单眼状，还不清楚Erythropsidinium只是为了什么使用它的活杆。一些人认为它是另一种捕捉猎物的方式，其他人认为这应该是为移动的。勒安德说，尽管当活杆被射出去时细胞迅速的震动，但它并不移动太多。戈麦斯认为，活杆是一种防御机制，"踢"走潜在的捕食者。

http://www.newscientist.com/article/dn27730-singlecelled-creature-hunts-with-its-complex-eye-like-a-sniper.html#.VYAa22flq70

Getting conclusive evidence of what exactly the ocelloid can detect and how Erythropsidinium acts on this information will not be easy.

Erythropsidinium is hard to find, and no one been able to keep it alive in a lab for more than a couple of days, Leander says. That's held up progress for decades. Gómez moved from Europe to Brazil to pursue his studies because Erythropsidinium is more common in tropical waters.

Single-celled sniper uses one eye to hunt agrees to indemnify RBI and New Scientist against any claim arising from incorrect or misleading translation