摘要
海绵是生活在海洋、湖泊和河流中的动物。科学家们描述了近10,000种海绵物种，但更多的物种等待着被发现!然而，并不是所有海绵的外观和感觉都像它们的厨房水槽表亲。随着时间的推移，海绵进化出了许多大小和形状，使我们今天的地球上有了巨大的海绵物种多样性。例如，许多海绵像石头一样硬!这些岩石海绵使用像硅(玻璃)这样的矿物质来建造它们的骨骼，而不是像我们一样的骨骼。其他海绵已经进化出独特的进食方式。大多数海绵通过过滤水来获取食物，但某些海绵是食肉动物，这意味着它们吃肉，包括像虾一样的小生物。具有不同身体和骨骼形状和大小的海绵物种可以在非常不同和独特的环境中茁壮成长。
海绵是什么?
你曾经仔细观察过活海绵吗?尽管海绵看起来更像植物或真菌，但它们实际上是动物。海绵生活在世界各地的水域，从北极和南极的深海到热带的浅海和温暖的海洋，以及河流、小溪、池塘和湖泊。1］．成年海绵不会到处移动——它们固定在海底底部、岩石上或其他沙质或坚硬的水下表面上。图1)．
- 图一-(f)各种形状海绵的例子及其常用名称。
- (G)金星的花篮海绵为小虾提供了一个家。(H)针状体是由二氧化硅(玻璃)或碳酸钙(类似于石灰石)组成的微观结构，构成了海绵的身体。注意针状体的许多独特形状。
与人类不同，海绵没有胃、器官、脊椎或血液。尽管如此，它们是多细胞动物，这意味着它们由许多细胞组成，这些细胞一起工作，就像人体一样。如果你把一块海绵放在搅拌机里，这些细胞之后就能互相识别，变成微小的海绵!海绵是唯一一种被撕裂后还能重建的动物!
海绵有许多不同的大小和形状。它们可以又大又圆，或者在岩石上形成薄薄的外壳，甚至看起来像花瓶或杯子(图1 f)．较大的海绵也可以作为其他动物的家，如鱼、乌龟和虾(图1 g)．
海绵体由孔洞和通道组成，水通过这些孔洞和通道被泵送和过滤，以获得食物颗粒。manbetxapp在线登录因为它们过滤水，所以被称为海绵滤食动物［2］．一些海绵一天可以过滤掉自身体积的5万倍。这就像一个中等身材的人一天喝3500升(或925加仑)的水!由于水流经它们的身体，海绵在海洋生态系统中非常重要。
海绵是怎么过滤这么多水的?在它们的组织中，它们的腔室里排列着特殊的细胞，这些细胞有尾巴状的附属物，叫做鞭毛．这些尾巴一起摆动，形成流经海绵身体的水流。这种电流使水流过海绵，为海绵提供食物和氧气。这就解释了为什么大多数海绵都充满了管道和孔:它们让水在海绵内部流动。2］．
是什么让海绵像海绵或像岩石?
一些海绵物种有很多微小坚硬的部分，叫做针状体它们组装成骨架，使身体僵硬。针状体由碳酸钙(类似于石灰石)或二氧化硅(石英/玻璃)组成，它们的形状和大小令人眼花缭乱(图1 h)．一块海绵可以包含几种不同类型的针状体[2］．针状体使一些物种变得“海绵状”，而另一些物种则变得“像岩石一样”。没有针状体的海绵通常是最柔软的，就像我们的沐浴海绵(图1 f)．虽然大多数现代厨房和沐浴海绵是由塑料制成的，没有针状的海绵，如地中海沐浴海绵海绵officinalis数千年来，它一直被人类用作清洁工具和其他用途。这些是厨房海绵试图模仿的物种。其他海绵进化出了密集的骨架，上面布满了坚硬的针状体。这些针状体中的一些可以形成一个连锁网络，使海绵像岩石一样坚硬，它们被称为岩石海绵(图1 d) [3.］．这些针状体非常坚固，但它们仍然可以弯曲，光线可以穿过它们。这种特性的组合使针状体对材料科学家和生物学家都非常有趣。
科学家称，当我们把海绵拿在手里时，它们看起来非常相似分类学家需要仔细寻找独特的特征来区分不同的物种。针状体在这个过程中起着非常重要的作用，因为它们是独特的，可以用来识别不同的物种。针状体甚至可以用来识别全新的海绵物种。世界上已知的海绵物种超过9350种。这些物种中的每一种都有一组独特的针状体，如果海绵是软的，则根本没有针状体[3.］．
食肉海绵的奇特案例
除了使一些海绵物种变得像岩石一样，在数百万年的时间里，进化还推动了海绵的其他变化。虽然大多数海绵是滤食动物，但某些种类已经发展出捕食大型猎物的技术，如幼虫和螃蟹(图2)．这些被称为肉食性的海绵，意味着它们吃肉。食肉海绵已经失去了从水中过滤食物的能力。
- 图2 -在一段时间内拍摄的一系列图像，显示了水族箱中一个小的食肉海绵(1-3厘米长)。
- 海绵用它钩状的针状物抓住了两只小虾。虽然“手臂”大到可以用肉眼看到，但排列在手臂上的针状体非常小，只有在显微镜下才能看到(图片来源:J. Vacelet)。
大多数食肉海绵生活在4000米(13123英尺)以上的深海。在某些地区，这些海绵是最常见的动物，它们能在深海寒冷、黑暗、巨大的压力下生存下来。科学家们认为，食肉是某些海绵在其他寻找食物的方式不起作用时用来生存的一种策略。一些植物也采用了类似的策略，比如捕蝇草，它进化成食肉动物，生活在食物匮乏的栖息地。
食肉海绵通常有长长的鱼竿状的“手臂”，上面有钩子状的针状物，用来捕捉猎物。这些针状体就像钩环扣一样，就像魔术贴一样，或者当你走在外面时粘在你身上的种子。被钩住的猎物会被海绵慢慢消化。海绵捕获食物的速度很慢，它们可能需要好几天的时间来消化它们捕获的食物。
目前尚不清楚这种独特的进食机制是何时进化而来的，但科学家们认为，食肉海绵已经在地球上存在了至少6000万年，这意味着它们是在恐龙时代结束后才出现的。从那时起，至少有150种海绵物种进化为食肉动物，以便在深海等极端食物匮乏的环境中生存。4］．
海绵已经在地球上存在了5.5亿多年!
海绵很可能是地球上最早进化的动物。然而，并不是所有的海绵集团都从那时起幸存下来。一些物种灭绝了，而另一些物种(如食肉海绵)适应了恶劣的气候条件，如水中氧气减少和全球变暖导致的温度升高。迄今为止，地球已经经历了五次大灭绝事件，其中最大的一次发生在2.5亿年前，那时恐龙还不存在。这次大灭绝被称为大灭绝。在大灭绝时期，90%的海洋生物都灭绝了。对海绵来说，那是一段艰难的时期，只有少数物种幸存下来。其中一个幸存的群体是岩海绵。
古生物学家研究化石的科学家们知道，岩石海绵在大灭绝时期存活了下来，因为科学家们发现了这些海绵的骨骼遗迹，它们可以追溯到寒武纪(约5.5亿年前)，贯穿地球的整个历史。在化石记录中，岩海绵的骨架在很大程度上保持完整，即使在数百万年后也可以用来识别岩海绵(图3)．这在海绵中非常独特。大多数其他“海绵状”海绵只有少量松散的针状体或根本没有针状体，保存较少化石记录因为它们没有形成骨架。这意味着，即使古生物学家确实发现了这些柔软海绵的针状体，也很难确定这个物种——这有点像只发现了一小块指骨，而不是一副完整的骨架。5］．
- 图3 -(一)葡萄牙南部Albufeira附近的化石勘探地点，在白色岩石中发现了松散的岩石海绵针状物。
- (B)保存下来的各种形状和年代的海绵化石。(C)一种近乎完整的化石海绵骨架，经酸处理去除骨架周围的石质部分。
结论
我们人类使用和最熟悉的海绵物种只是自然界中存在的众多不同海绵群体中的几个例子。在过去的数亿年里，海绵已经适应了许多不同的栖息地和环境变化。这些适应性不仅使它们比恐龙活得更久，而且比许多其他植物和动物物种活得更久。
尽管海绵有各种各样的体型、颜色和针状体，但它们仍然是现存的最简单的动物之一。然而，从化石记录中，我们知道海绵在过去非常丰富，今天仍然非常丰富。像许多其他动物一样，海绵也受到人类活动的影响。这意味着海绵会受到气候变化、污染和过度捕捞的伤害。当我们采取措施保护海洋免受这些人为威胁时，我们应该记住海绵，并将这些古老而迷人的动物纳入我们的保护计划。
资金
我们感谢Villum Fonden Grant No. 16518。这项工作的一部分是由欧洲进化生物学学会(ESEB)提供给AS的拓展基金。
术语表
滤食动物：↑是用脚踩水里食物残渣的动物。manbetxapp在线登录例如海绵、须鲸和鲨鱼。
鞭毛：↑疯狂摆动的尾巴结构使水在海绵体内流动。
针状体：↑海绵:由矿物质组成的微小结构，是海绵和其他海洋或淡水动物的骨架的一部分
分类学家：↑分类学家把生物分类并研究不同类型生物之间关系的科学家
肉食性的：↑如果一种动物以其他动物的组织为食，也就是吃它的肉，它就被称为食肉动物。
古生物学家：↑化石学家研究化石和地球生命历史的科学家
化石记录：↑过去生活过的动物和植物的遗迹(化石)及其在岩层中的位置(记录)。
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
致谢
我们感谢塞缪尔·拉劳(12岁)对我们的数据提供了有益的反馈。我们感谢来自美国佛罗里达海港海洋研究所(HBOI, Florida, USA)的Shirley Pomponi提供的水下海绵岩石照片图1来自南丹麦大学的Lisa Eckford-Soper为沐浴海绵图片，来自波兰科学院(波兰华沙)的Andrzej Pisera为图片图3 c和法国马赛恩杜姆海洋站的Jean Vacelet教授，拍摄了食肉海绵的照片图2．我们要感谢年轻的审稿人Juniper对我们文章的良好反馈。
参考文献
[1]↑Van Soest, R. W. M.， Boury-Esnault, N.， Vacelet, J.， Dohrmann, M.， Erpenbeck, D.， De Voogd, N. J.等，2011。海绵的全球多样性。《公共科学图书馆•综合》．7: e35105。doi: 10.1371 / journal.pone.0035105
[２]↑伯奎斯特，1978年出版。海绵．伦敦:加州大学伯克利和洛杉矶出版社;哈钦森。
[3]↑舒斯特尔，A.，厄本贝克，D.，皮塞拉，A.，胡珀，J.，布莱斯，M.，弗洛蒙特，J.等。2015。欺骗性desmas:分子系统发育提出了一种新的分类，并揭示了石质脱海绵的趋同进化。《公共科学图书馆•综合》．10: e116038。doi: 10.1371 / journal.pone.0116038
[4]↑Vacelet, J.和Bourny-Esnault, N. 1995食肉海绵。自然．373:333-5。doi: 10.1038 / 373333 a0
［5］↑皮塞拉，2006年。海绵古生物学综述。可以。j .黑旋风。84:242 - 61。doi: 10.1139 / z05 - 169