在海洋深处，海水的巨大压力会把大多数生活在地表的物种压成浆糊。那么，栉水母——身体如Jell-O般柔软透明的生物——是如何在数千米深处茁壮成长的呢？
发表在《科学》杂志上的研究解释了深海栉水母如何在极端压力下保持完整，以及为什么它们被带到水面时会像西方女巫一样“融化”。“对于一些深海栉水母来说，它们的细胞膜实际上是由压力结合在一起的，”该研究的主要作者，哈佛大学的深海生物化学家雅各布·R·温尼科夫解释说。
栉水母，也称为海胡桃，是幽灵般的凝胶状生物，它们的水晶栉板——它们像微小的桨一样用来在水中移动的结构——将光线折射成彩虹。尽管它们看起来飘逸，但它们是贪婪的捕食者，遍布我们这个水球的两极，狼吞虎咽地吞食浮游生物、甲壳类动物和小鱼。尽管它们的名字如此，但它们与水母的亲缘关系并不密切。
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为了探究深水栉水母在高压下如此优雅，但在水面却变得黏糊糊的原因，世界各地的研究人员收集了生活在不同深度的栉水母物种。例如，水肺潜水员从夏威夷大岛和北极附近的海洋中捞取了浅水栉水母，而遥控潜水器则在加利福尼亚海岸外海浪下四公里深的地方轻轻地吸走了这些生物的同类。
栉水母根据其原生深度具有不同水平的磷脂PPE。这种浅水栉水母物种的PPE水平将低于其深海同类。
雅各布·温尼科夫/哈佛大学
对这些动物身体组织的比较显示，栉水母生活的深度越深，其PPE（短链磷脂酰乙醇胺）的水平越高。PPE是一种锥形的磷脂，磷脂是一种存在于细胞膜中的脂肪分子。
温尼科夫解释说，在高压下，所有分子都会被稍微“挤压”变形——而且由于脂质特别柔软，锥形脂质分子会在海洋深处扭曲成圆柱形。通常，锥形和圆柱形脂质的组合可以平衡细胞膜的稳定性和柔韧性。他说，如果没有足够的锥形，圆柱体会像砖块一样锁在一起，细胞的运作就会崩溃。蛋白质，细胞的“机器”，没有它们移动和操作所需的摆动空间。信号无法进入或退出，细胞实际上处于瘫痪状态。
通过使用粒子加速器绘制PPE的结构图，温尼科夫和他的团队发现，该分子的锥形比以往记录的任何其他磷脂都更显著。研究人员通过建模发现，PPE的形状被夸大到足以在压缩下仍然保持锥形。
但有一个缺点：适应深海生活的栉水母需要高压来保持其细胞膜的完整性。如果压力降低，PPE的锥形会膨胀；研究人员发现，这种变化会导致细胞膜起皱、破裂，并最终卷曲成纳米级的“通心粉”形状。
科学家们随后突发奇想，使用基因工程技术提高了大肠杆菌中的PPE水平，用PPE取代了大约四分之一的细菌磷脂。温尼科夫说，他们发现，尽管大肠杆菌的生长通常会在压力下减慢，但新的、更高PPE的菌株在表面压力和模拟五公里深度下的“表现完全相同”。
丹麦技术大学研究这些动物的生态学家科妮莉亚·贾斯珀斯说，该团队的发现“非常棒”，并且“回答了一个关于栉水母的非常、非常长期存在的问题”。挪威水生研究所阿夸普兰-尼瓦的海洋生态学家桑娜·马亚内瓦说，自从十多年前她开始研究栉水母以来，终于知道为什么她的许多标本在她眼前“溶解”、“破碎”和“颤抖”地散开了，这让她感到欣慰。
这项工作也可能有助于陆地生物的研究：PPE是人类神经系统的一部分，它们的丢失与阿尔茨海默病等疾病有关。加州大学圣地亚哥分校的生物物理学家、共同作者伊泰·布丁说，像这项研究首次做的那样，确定PPE曲线的程度，并了解如何控制该分子的水平，可能会为探索神经系统疾病治疗的新途径提供线索。“这不仅仅与深海有关，”布丁说。