水螅是一种小型淡水生物，每次饥饿时都会撕裂自身。水螅的嘴不是嘴唇，而是一块封闭的完整皮肤，它会撕裂开口以吞食每一餐。在一项新的研究中，生物物理学家拍摄了水螅制造这些临时裂口的视频，首次展示了其细胞如何进行这种操作。今天在《生物物理杂志》上报道的这些发现，可能为组织再生提供线索。
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水螅没有骨骼，长度不到半英寸，生活在水下，其管状身体的一端通常附着在植物茎上。它们的自由端有带刺的触手，用于刺穿像微小的甲壳类动物和桡足类动物这样的猎物。
“当我们开始观察动物进食时，我们真的震惊于它可以张开比身体还大的嘴，” 加州大学圣地亚哥分校的物理学家和细胞生物学家 Eva-Maria Collins 说，她是这项研究的负责人。“虽然人们非常了解是什么可以触发水螅张开嘴，但实际上没有人知道它是如何实现这一壮举的。”
Collins 的团队调整了一种名为寻常水螅的物种的基因，使其皮肤在显微镜下会发出荧光。水螅皮肤有两层，外层是外胚层，内层是内胚层，该团队分别用绿色和品红色标记了这两层。
“真正令人震惊的是，细胞之间没有相对移动。当水螅张开嘴时，每个细胞都保持着它的邻居，” Collins 说。相反，这些细胞会拉伸。
水螅嘴中的细胞最初是圆形的，然后发生剧烈变形，相互拉扯以使嘴尽可能地张大。当大多数动物创造像这样的开口时，细胞通常会移开。但水螅细胞更喜欢像在瑜伽课上那样伸展。
科学家发现，是嘴外层的类似肌肉的细胞导致了这种拉伸。这些类似肌肉的纤维呈圆形排列，当纤维收缩时，它们会拉动皮肤细胞并引起拉伸。这个过程类似于人眼虹膜中的肌肉收缩以扩大瞳孔的方式。当研究人员添加肌肉松弛剂——氯化镁时，水螅根本无法张开嘴。
Collins 的团队观察到，水螅即使拥有相对简单的神经系统，也可以将嘴张开到不同的程度——有时窄一些，有时宽一些。她的团队计划在未来的研究中深入探讨这种与神经系统的联系。
“我们仍然有很多工作要做，才能真正了解神经系统的信号是如何触发嘴张开的，”她说。“然后我们也想了解嘴是如何闭合的，以及对于单个细胞来说，适应这种惊人的拉伸（可能超过 100% 的应变）会有什么后果。”
本文经 PBS NewsHour 许可转载。它于 2016年3月8日首次发布。