蠕蟲的微型社會

今天，英國皇家學會生物學會刊（B刊）發了一篇有意思的論文，興來寫篇小品文。

論文信息：

Social behaviour and collective motion in plant-animal wormsPublished 24 February 2016.DOI: 10.1098/rspb.2015.2946http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/283/1825/20152946

英國布里斯託大學生物科學院的Nigel R. Franks教授在恩格西島搞野外考察時，發現一種亮綠色的蠕蟲（Symsagittifera roscoffensis）擁有社會化的交際本能。

在此之前，人們普遍認為社會化的生活方式，交際本領是相對複雜的生命體才擁有的生存特技。而該論文中描述的Symsagittifera roscoffensis蠕蟲（以下簡稱SR），則表現出了不可質疑的社會化特徵，值得人們對所有生命體的行為模式重新思考，而對此類極簡生物體協作行為的研究，對我們利用基礎體細胞（比如幹細胞）培植器官也有莫大啟示。

1:photosynthesis

光合作用是植物及藻類的專屬，這種以陽光為燃料來加工有機物的方式造就了我們的地球如今的面貌，更不用說今天的主角兒SR蠕蟲了。它其實就是『蠕蟲+海藻』的共生體：worms and Tetraselmis convolute algae。

Tetraselmis convolute algae為worms提供營養物質當作自己的租金。因此，房東不需要另外去專門覓食，便可永遠不怕餓著。這種神仙般的搭配，被生物學家們稱為：the plant-animal。

你不要覺得陌生或艷羨，實際上我們能見到的幾乎所有真核生物包括我們人類在內，體內都有這樣的房客：線粒體。

如同最早的SR蠕蟲之祖的身體被一粒海藻闖入一樣，闖入我們真核細胞老祖內體的線粒體意外地與寄主發生了良好互動，我們才有足夠的能量用於進化。

同樣地，SR蠕蟲所表現出來的複雜的行為，都是建立在這個基礎前提之上的。那些疲於裹腹的蠕蟲，是沒有機會邁出這進化史上偉大的第一步的——儘管它在我們眼裡真的很微不足道。

2:Circular milling

上面的圖，是SR蠕蟲的彙集時的情形，此種行為被稱為『Circular milling』，你看著是不是覺得眼熟？沒錯，是這樣的：

當然，不止魚類，在陸地上也是有的，比如Nigel R. Franks教授在論文中提到的army ants:

儘管行為模式『類似』，然而直接驅動因素則是不同的。Nigel R. Franks教授認為行軍蟻的『Circular milling』是化學信息素帶來的副作用，因為有時這些被群內信息素驅動的行軍蟻會一直轉下去直到耗盡能量力竭而死。

在此，我謹慎保留意見。如同魚類，鳥類，甚至交配中的蜉蝣所表現出的『Circular milling』一樣，這些群體行為，皆有其功利目的。行軍蟻的這種特徵保留至今，值得進一步研究。

『Circular milling』行為使得這些SR蠕蟲個體組成了一個密度很大的SR團，而且這個團體表現出的行為使它看起來像極了一個新的，能自主行動的『超級生命體』。

Nigel R. Franks教授在文中說，這個『超級生命體』會有意識地在潮汐來臨前鑽進沙子里，以免被水流衝散。

不僅如此，相對個體而言，『超級生命體』巨大的身軀也使它們擁有更好的行動能力，走得更穩，更遠，在淺海更多地方找到適宜的棲身地。

同時，『超級生命體』安逸穩定的新生活方式也使得它能在物理生存法則之外尋求第二層保障：化學武器——SR蠕蟲的代謝產物『二甲基巰基丙酸內鹽』（DMSP）。

DMSP一方面可維護自身生物酶的活性，在較冷的海水中或溫差大時平穩渡過；另一方面它被天敵如其它浮遊動物吃掉時會產生丙烯酸酯，高濃度的丙烯酸酯對微生物是有害的，從而DMSP成了防止天敵來食的御防性措施。

3： an ideal model

我們現階段的幹細胞培植術，說起來天花亂綴，其實本質上就是貼瓷磚，先做出組織骨架，再嘗試分化幹細胞並貼在上面，這樣的『方式』當然是最理想的捷徑，然而至今我們依然沒能搞懂幹細胞分化的可控方式與妥貼步驟，因此器官培植一直都停在摸索階段。

正如構成胚胎的幹細胞有序地分化一樣，SR蠕蟲這種遺傳物質與身體構造都極為簡單的軟體動物的匯聚行為，以及匯聚之後呈現的類似於『有機體』的新的行為特徵，是研究微觀細胞體『自組織』模式的極佳模型。

一如山川形貌，海岸線形貌中所蘊含的分形幾何理論一樣，有理由相信深研SR蠕蟲的行為模式是揭示微觀細胞體間的自發協作、分工的一把鑰匙。

正如Nigel R. Franks教授所說：

When organisms are social, it can add a whole new set of possibilities to their lives.

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