本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
所以，你们是一群姐妹细胞，想要聚集在一起，组成世界上第一个动物合作社，一个你和你的伙伴可以一起生活在小小的社会主义乌托邦，专门做一项家务的地方，而不是像那些愚蠢的、单细胞的、个人主义的原生生物那样，试图一次做所有的事情。这会是什么样子呢？
嗯，碰巧它可能看起来很像海绵，因为它们，或者非常像它们的东西，很可能是最早的。这就是它们今天的样子
管状海绵、花瓶海绵、绳状海绵和结壳海绵都走进了一间酒吧。等等，划掉酒吧部分。海绵有很多形状！ 黄色管状海绵Aplysina fistularis，紫色花瓶海绵Niphates digitalis，红色结壳海绵Spiratrella coccinea，以及加勒比海，开曼群岛附近的灰色绳状海绵Callyspongia sp.。 2007年5月23日。知识共享“暮光之城”探险队2007，NOAA-OE。点击链接。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
本质上，海绵是一种多细胞生物，没有器官或组织，但有专门的细胞，这将其与小型多细胞原生生物区分开来。 与藻类一样，海绵身体计划的纤薄以及其大部分细胞都暴露于循环水（氧气和食物的提供者，废物的去除者）的事实，使得心脏、肾脏和消化道等器官变得不必要。
典型的桶状或管状海绵本质上是一个穿孔的囊。点击此处查看有助于说明以下文字的精美图表。 海绵的外部覆盖着表皮细胞；海绵壁内有游走的变形细胞，它们执行一些类似免疫系统的职责，并分泌结晶骨针（通常是碳酸钙或硅酸）或蛋白质纤维来支撑海绵；称为孔细胞的特殊细胞可以环绕流入的壁孔；以及独特的领鞭毛细胞，或称领状细胞，排列在海绵的内部空间。 骨针可以有任意数量的尖端；来自泥盆纪（3.9亿-3.6亿年前）的玻璃海绵Hydnoceras的化石看起来完全像包裹在格子花纹中，这要归功于其六角星状的骨针，在外观上呈现为四角星状。
赋予领鞭毛细胞名称的领由手指状的细胞质膜延伸物组成，称为微绒毛（类似于排列在您小肠中的微绒毛），围绕着尾状鞭毛。跳动的鞭毛产生电流，将水通过孔细胞或细胞间孔（在任何一种情况下，这些孔都称为“入水孔”）吸入，并通过海绵的中央空腔（称为出水孔）排出。撞到微绒毛的食物颗粒会粘附在它们上面，要么被吞噬和消化，要么传递给变形细胞来完成这项工作。
当海绵产卵时，您可以最容易地看到领鞭毛细胞产生的水流。 在这段视频中，潜水员捕捉到海绵在墨西哥湾的花园堤岸国家海洋保护区产卵，该保护区位于德克萨斯州和路易斯安那州海岸外约 70 至 115 英里处。
视频结尾处的海绵无疑正在释放精子。第一组海绵可能是雌性海绵正在释放卵子，但它们更可能是雌雄同体（大多数海绵都是），并且正在释放受精卵或幼虫。 精子——由领鞭毛细胞的变形形成——必须找到另一个适当物种的海绵，并与内部的领鞭毛细胞融合。 这就是变得离奇的地方。一旦到达那里，携带精子的领鞭毛细胞就会变态成变形虫并爬向卵子。 卵子本身是在领鞭毛细胞或变形细胞吞噬特殊的“护士”细胞以形成卵黄时形成的。携带精子的变形虫状领鞭毛细胞和充满卵黄的卵子融合。 在所有这些混乱中，正确的染色体如何找到彼此以形成单个二倍体核，而不会最终得到基因组的五到六个副本，这是另一天的主题。
然后，海绵可以释放受精卵，也可以保留它们。无论哪种方式，受精卵都会发育成幼虫，幼虫由一个带有外部鞭毛或纤毛的细胞球组成，驱动整个物体运动。 它们会在周围游荡一段时间，祈祷在寻找合适的地点来建立它们的领鞭毛虫公寓时不会被吃掉，然后立即变身，幼虫登陆并长成海绵。
海绵通常被认为是像藻类Volvox这样的群体生物。 细胞之间的联系非常松散，以至于如果您用过滤器过滤海绵并打乱细胞，它们会很容易地重新结合形成另一个海绵。 粘菌虽然是从完全不同的变形虫谱系进化而来的，但也可以做到这一点（用任何所谓的“高等”动物尝试*那个*）。
这使我们进入了这篇博文的重点，以及我将其包含在今天的“群体中的朋友”博客马拉松中的原因。 今天海绵的祖先可能是最早真正的多细胞动物。 在 S.E. Gould 的 Lab Rat 博客中，对多细胞性有一个很好的定义，它基本上说，多细胞生物的细胞必须粘在一起，相互交流，相互依赖才能生存，并且要专门化。 海绵似乎符合所有这些衡量标准。 公平地说，扁盘动物，一种迷人而简单的漫游细胞膜，也在争夺这一荣誉，但我必须留到改天再讨论它们。
这发生在多久以前是一个有争议的话题，但看起来至少在 5.43 亿年前的元古代，我们从中得知了最早的化石海绵骨针，而且可能更久远。 早期的海绵可能没有形成骨针或任何其他可能化石化的痕迹。 无论它们何时出现，它们一定大大净化了可能变得非常浑浊的海水，因为它们过去是，现在也是，本质上是微小的海洋过滤装置，是许多即将到来的滤食性动物中的第一个。
无论哪种是第一种多细胞动物，海绵和扁盘动物可能都不是第一种动物。 这种区别可能属于称为领鞭毛虫的原生生物，它们是看起来很像海绵内部领鞭毛细胞的单细胞或多细胞花束或球体。 至少有一个自由生活的球形领鞭毛虫菌落（巧合地命名为Sphaeroeca volvox）看起来与海绵幼虫非常相似。
在其他一些领鞭毛虫物种中，鞭毛细胞向内朝向一个腔，非常像，嗯，成年海绵。
但是，您可能会说，我们如何知道如此久坐不动的生物根本就是动物呢？ 好吧，它们的 DNA 序列现在告诉我们了。 但是生物学家早就知道海绵是动物了，比我们了解 DNA 的时间要长得多。 还记得那些蛋白质的、有弹性的骨骼吗？ （如果您曾经挤压过真正的浴海绵，您就会熟悉这一点） 在其他相似之处中，这些纤维是由一种形式的蛋白质胶原蛋白制成的——与您肌腱、韧带和皮肤中的蛋白质完全相同，当它分解时，您会产生皱纹。 尽管没有其他动物类群具有真正的领鞭毛细胞，但大多数主要类群（门）都具有“领状细胞”，其中一些很可能从领鞭毛细胞祖先进化而来。 您的免疫系统还包含变形虫状的“巨噬细胞”，它们随意在您的身体中游走，随意进出组织，寻找入侵者。 毫无疑问，还有其他相似之处。
那么，海绵是第一个动物多细胞合作社。 其中一些松散的细胞联合体，当受到强大的选择和其他进化力量的影响时，转变成了紧密结合的多细胞合作机器，就像您一样：其余的动物。 它们的细胞已经如此紧密地结合在一起，以至于我们不再将它们视为细胞合作社。 动物被说成是一个“有机体”。 然而，当您脱落皮肤细胞或消化细胞，或者当您体内的任何细胞在没有后代的情况下自愿死亡时，它们都是为了这个更大的、尽管基因相同的实体的好处而牺牲自己。
在我们离开海绵之前，让我们简要地看一下一些更有趣的类型。
海绵的三个主要类群之一是玻璃海绵，其特点是它们玻璃状的六角星状硅质骨针，有时还具有精致的雕刻外观。 这是史密森尼学会海洋馆中保存的一个。 请注意其长长的根状骨针，这是许多海绵共有的特征。 这些在海洋中会被泥土覆盖。
当海绵生活在深处——真正深处——超出滤食性动物有利可图的领域时，它们往往会惊人地变成食肉动物。 人们可能不会期望像盆栽植物一样具有所有移动性的生物具有如此壮举，但话又说回来，植物本身也产生了不止一种食肉动物。
地球上最奇特的生物之一是食肉海绵。 不相信我？ 请看乒乓树海绵，Chondrocladia lampoglobalis，一种深海居民，类似于 60 年代复古枝形吊灯，在时髦的家居装饰者中很受欢迎。 这些奇特的东西通常高约 50 厘米（20 英寸），生活在 2600 至 3000 米（8,500 至 9800 英尺）的深处。 不幸降落在乒乓树海绵上的小型甲壳类动物或蠕虫会发现自己被微小的抓钩状骨针粘在上面。 这会触发消化细胞迁移到该部位，并在接下来的几天里狼吞虎咽。晚餐结束后，它们会返回到原来的位置。
其他食肉海绵也部署类似的武器。 除了钩状骨针外，它们还可以使用粘性线来缠绕和消化猎物。 大多数食肉海绵已经失去了它们的领鞭毛细胞和由此产生的水力系统，因为在没有滤食性动物的情况下，这些系统毫无意义。 Chondrocladia 并没有。 它使用高度修改的水力系统来膨胀其分支末端的乒乓球。
少数海绵——可能约有 50 种——生活在淡水中。 我的朋友乔治·沃森是一位技术潜水员，拍摄了这张淡水海绵的美丽照片，它位于新墨西哥州一个小型但*非常深的*湖泊深处——可能超出光线范围。 它很可能是Spongilla属的一个物种（如果有人知道确切的物种，乔治很想知道），与在华盛顿州哥伦比亚河上游捕获的Spongilla lacustris标本是同一属
您会注意到它是绿色的。 那是因为它像许多淡水海绵一样，寄生着绿藻共生体。 一些海洋物种与蓝绿藻（也称为蓝细菌）甚至光合甲藻（一种原生生物）合作，在滤食性动物不太活跃的地方，它们可以提供超过一半的能量需求。 啊，生物学。 我多么爱你。
最后，在结束这篇文章之前，我不得不提到今年艾琳飓风过后冲上岸的马铃薯海绵灾难。 这些可怜的家常的东西似乎是被风暴从海底冲刷出来的，然后它们漂流、死亡、冲上岸，却被指责为气味难闻和令人作呕。 如果你的尸体在切萨皮克湾漂浮了几天，我敢打赌它也不会那么香。