水母睡覺嗎？

之前被邀請回答一個問題，問的就是「水母睡覺嗎？」

水母睡覺嗎 ? - 水母

這個問題的回答要是展開來說，可以說一堆，但是如果我在原題下面展開來說，恐怕又要被說偏題，所以我就專開一篇文章來講咯~這是一個很有趣的問題，但是這也是一個需要思考的問題。

我們先引用一下維基百科對於睡眠的定義：

「睡眠是一種在哺乳動物、鳥類和魚類等生物中普遍存在的自然休息狀態，甚至在無脊椎動物如果蠅中也有這種現象。睡眠的特徵包括：減少主動的身體運動，對外界刺激反應減弱，增強同化作用（生產細胞結構），以及降低異化作用水平（分解細胞結構）。在人類、哺乳動物及其他很多已經被研究的動物，如魚、鳥、老鼠、蒼蠅中，規律的睡眠是生存的前提。和昏迷不同，睡眠比較容易被打斷，回到清醒狀態。從睡眠中醒過來是一種保護機制，也是健康和生存的必須。

睡眠行為一直以來都是科學家們關心的研究內容。現代醫學界普遍認為睡眠是一種主動過程，目的是為恢復精力而作出合適的休息，由專責睡眠及覺醒的中樞神經管理。在睡眠時人腦並沒有停止工作，只是換了模式，使身體可以更有效儲存所需的能量，並對精神和體力作出補充。睡眠亦是最好的休息方法，既能保持身體健康和補充體力，亦可提高工作能力。」

看到這裡我們知道了，睡眠是由中樞神經管理的。生物體要有睡眠，似乎必須存在中樞神經系統。中樞神經系統（CentralNervous System，縮寫CNS）是神經系統中神經細胞集中的結構，在脊椎動物包括腦和脊髓；在高等無脊椎動物如環節動物和昆蟲等，則主要包括腹神經索和一系列的神經節。

那麼，水母呢？

水母屬於腔腸動物門（現更傾向稱之為刺胞動物門），是僅僅比多孔動物門（海綿）結構複雜的後生動物，在無脊椎動物當中，其結構算是相當簡單的。它的體壁由兩細胞層（外胚層和內胚層）組成，神經系統為網狀或擴散式，無神經中樞。

哈哈，沒有神經中樞！所以水母肯定是不睡覺的啦。回答本應到這裡就結束了。按照一般分析思路和以往的經驗推斷，水母也的確是不睡覺的，就這麼如上述問題的題主說的，一直在遊動。然而有一種水母，科學家們通過對它運用生物遙測法（biotelemetry）進行觀測，發現其在活躍期出現了類似睡眠的行為。這種水母，並非罕見，甚至大名鼎鼎，惡名昭著。它便是澳大利亞箱形水母（Chironex fleckeri）。

澳大利亞箱形水母，俗稱海黃蜂（seawasp），是一種致命的毒水母，生活在澳大利亞和東南亞海區。

（圖源: wikipedia.org）

C. fleckeri 的劇毒可以在幾分鐘之內致人於死地，它們在世界上製造了無數對人體的傷害或死亡事件，被認為是最致命的水母。一旦在海濱浴場發現其出現，浴場將即刻關閉，岸邊插紅旗警告並示以禁止游泳的標誌。

↑ 提醒遊客水母出沒的警示標誌，位於澳大利亞昆士蘭苦難角海灘

（圖源：wikipedia.org）

2003年左右，澳大利亞JamieSeymour等幾位科學家腦洞大開，想要運用生物遙測法觀測箱型水母的生活習性。說實話，用超聲波發射器追蹤海洋生物什麼的在那個時候已經不是什麼稀奇的事情了，然而用來追蹤水母，還是第一次。發射器長4厘米，直徑12毫米。把發射器安裝在水母身上並非易事，即使是體積稍微大一點兒的C. fleckeri。

（圖源：Biologist holding up a box jellyfish. Chironex fleckeri）

科學家們想辦法把超聲波發射器縫在C. fleckeri 體內，各種失敗，最後用一種外科醫生用的組織黏合葯，把發射器直接黏在水母的身上了。

每年11月到次年4~5月是C. fleckeri 活躍的季節（澳大利亞的夏季），科學家們在這些水母放生後，成功地追蹤到了一些做了標記的傢伙。從結果看來，在白天（差不多6:00~15:00的時候），它們會進行垂直遊動，大概每小時游212米。然而，到了15:00~6:00，它們的遊動速度平均每小時少於10米。在這段「不活躍期」，水母就呆在海底不動，無鍾脈動，觸手完全放鬆，接觸海底。當它們在海底不活躍的時候，外界的震動會使得這些動物再從海底上升，遊動一會兒，然後再回到海底保持不活躍的狀態。

這是一種睡眠的表現，嚴謹一點說就是行為性睡眠（behavioralsleep），可是箱水母沒有神經中樞啊！不過，箱形水母是特殊的，它不同於水螅綱或者缽水母綱的水母。它的形態結構比起二者更為複雜，或者說也可以說高等。箱形水母屬於立方水母綱，具水母體緣膜，具中膠層細胞。在健康的常態下，箱水母的形狀就像箱子一樣，所以英文名才叫作boxjellyfish。

箱水母有四個主輻感覺器——平衡棒（rhopalia），位於其傘側的凹穴內。每個平衡棒含有一個平衡囊，以及四種不同類型的六隻眼睛。所以箱水母總共有24隻眼睛。箱水母是活躍的捕食者，依視覺活動，它們的代謝率比我們已知的其它任何水母的代謝率要高至少一個量級。因此，觀測它們的科學家提出了一種說法：在夜晚——當視覺受限的時候，C. fleckeri 看不見獵物和自己的天敵（比如海龜）——與其耗費大量能量瞎游，不如改變狀態，減少能量消耗，將運動的能量轉移到生長上（這些東西每天能讓鐘體長2~3毫米左右）。

除了箱水母之外的其他水母也是有眼睛的，但是卻沒有箱水母的眼睛高級，嚴格來說我們把這些低等的眼睛（包括箱水母的）稱之為眼點（ocellus），甚至有的水母連眼點都沒有（比如長柄高手水母Bougainvillia longisty，2005年在台灣海峽發現的新種，見參考文獻）。箱水母的眼睛裡含有兩種較為高等的、大小不同的功能類似相機一樣的眼睛，這類眼睛具有角膜、晶體、視網膜、感光細胞，還有色素層。不同的眼睛的朝向不同，加之箱水母的平衡棒可以旋轉扭動，且其個體趨近透明，因此箱水母的視野基本上是360度無死角的。

由於箱水母的神經和感覺系統簡單而成熟，因此也有學者JulianLee Kavanau提出了另一種說法，其認為神經迴路的多進程處理存在於刺胞動物門中，且在動物睡眠的進化過程中佔有重要的地位。一下子跳到結論可能有點蒙，這麼說吧：JulianLee Kavanau認為，視覺的進化使得神經系統需要處理的信息更多了。擁有高級視覺的生物需要對看到的事物作出及時的反饋，也需要大範圍的活動，同時在這種情況下，需要建立的長期記憶也多了（比如記憶天敵的出現地點、獵物的出現地點等等），因此這些過多的行為增加了神經系統處理信息的負擔。對於存在行為性睡眠的C. fleckeri 身上，也許通過把無需及時處理的信息推遲到睡眠的時間處理，上述負擔帶來的問題也就迎刃而解了。這便是關於C. fleckeri 為什麼會出現行為性睡眠的另一種解釋。

事實上，對於水母睡覺與否，我們目前能知道的僅是構造較為簡單的水母不存在睡眠行為，但是對於結構較為複雜且高等的箱水母，我們可以根據從C. fleckeri 身上觀測到的結果有所推測，但是要得出所有的箱水母都睡覺這種完全肯定的結果還需進行進一步的研究與分析。C. fleckeri 這種行為睡眠的發現的的確確吸引了不少生物學家的注意，畢竟它是構造如此簡單的動物，這也許是現生動物裡面level最低的睡眠模式了，而且C. fleckeri 的這種行為還會因生活方式的不同而存在或者消失。它的睡眠是不是也就意味著比它結構更為複雜的動物，也都有睡眠的行為呢？還是說存在其它的附加條件呢？

一個問題引出好多問題，我的頭都大了。還有啊，我去翻了翻JamieSeymour先生的ResearchGate，發現他目前以做各類水母的毒理學研究方向為主，只是挖了C. fleckeri 的行為性睡眠的大坑，留下不少進化生理與行為學家去猜（feng）測（zhong）證（ling）實（luan）……

參考文獻

SeymourJ E, Carrette T J, Sutherland P A. Do box jellyfish sleep at night?[J]. Medicaljournal of Australia, 2004, 181(11/12): 706.

Kavanau J L. Is sleep』s 『suprememystery』unraveling? An evolutionary analysis of sleep encounters no mystery;nor does life』s earliest sleep, recently discovered in jellyfish[J]. Medicalhypotheses, 2006, 66(1): 3-9.

Piscopo S. Sleep and its possible role inlearning: a phylogenetic view[J]. Front Biosci, 2009, 1: 437-447.

《海洋無脊椎動物學》楊德漸、孫世春主編。

許振祖, 黃加祺. 台灣海峽花水母亞綱新種和新組合記述[J]. ACTA OCEANOLOGICA SINICA, 2005. （其實沒有眼點的水母很多，特地引用這篇新種文獻也沒有什麼特殊目的，最多就是讓大家關心下我國的海洋生物多樣性吧。）

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寫在後面：

本人對水母和睡眠神經這塊的掌握不算太多，歡迎做相關研究的小夥伴前來補充。寫該文純粹出於題干（超~）有意思。

本文為今年上半年的最後一篇專欄文章，咱們下半年見~

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