本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
乍一看，水螅似乎是非常简单的生物。对水螅的基本描述是一个管状结构，一端封闭，另一端有触手环绕着嘴，由脆弱的组织构成，最薄处可以只有两层细胞厚。没有鳃，没有心脏，没有大脑，没有眼睛——当然，要把所有这些器官塞进一个只有几毫米长的生物体内是很困难的，而且水螅似乎没有它们也能过得很好。这些微小的水母亲戚遍布世界各地，是腔肠动物门中仅有的在淡水中发现的成员。
然而，它们朴素的身体结构具有误导性。水螅几个世纪以来一直让科学家着迷，因为它们具有惊人的再生能力，甚至可能是永生的。1744年，瑞士博物学家亚伯拉罕·特伦布莱是最早被这些简单动物迷住的人之一，他反思道：“从我观察之初，我就觉得了解水螅非凡的特性可以给好奇的人带来乐趣，并为自然史的进步做出贡献。”
水螅的简单性质也被它们的触手所掩盖，触手使用极其复杂的细胞，称为刺细胞，将有效的神经毒素注入毫无防备的猎物中。几十年来，科学家们一直在试图了解这些特殊的攻击细胞是如何被触发的。现在，发表在《BMC生物学》上的证据表明，这些原始生物可能比我们意识到的‘看到’更多，因为这些捕获猎物的刺细胞的发射是由与我们眼睛中使用的相同的化学通路调节的。
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自从中华水螅的基因组在2010年发表以来，人们就知道水螅拥有视蛋白基因，这是一种在所有能看见的动物中发现的光敏蛋白家族，但没有人确切知道它们用这些基因做什么。与其他动物不同，水螅没有眼睛或眼点，或任何类型的集中视觉感觉区域，尽管它们对光有行为反应。当大卫·普拉切茨基与加州大学圣巴巴拉分校的凯特琳·方和托德·奥克利实验室合作时，他们发现这些光敏蛋白聚集在水螅的触手和水螅的嘴周围，表明它们可能与摄食行为有关。
在水螅中，有效的刺细胞与其他神经元一起聚集在水螅触手上的所谓“电池复合体”中，形成了一种在缺乏中枢神经系统的生物中最复杂的神经元系统之一。研究人员使用荧光分子探针，能够证明视蛋白在相同的位置表达。他们还发现，其他参与光反应的蛋白质，环核苷酸门控（CNG）离子通道和视紫红质，也存在于这些电池复合体中。换句话说，刺细胞库已经完全准备好对光线变化做出反应。
然而，仅仅因为它们有这些部件，并不意味着它们会使用它们。因此，为了观察刺细胞本身，即刺细胞，是否受光调节，研究人员将水螅暴露在不同强度的LED灯下，然后用涂有明胶的鱼线戳动物的触手，就像它们被潜在的猎物触摸一样。之后，研究小组能够计算出有多少刺细胞嵌入在鱼线中，以此来衡量刺细胞是否被触发。
他们发现强光减少了刺细胞的发射——这确实有道理。“刺细胞对水螅来说是昂贵的；这些细胞类型占据了它们细胞质量的很大一部分。因此，对于这些朴素的动物来说，以经济的方式释放它们非常重要，”普拉切茨基解释说。已知水螅及其腔肠动物门中的亲属以每日模式进食，在黎明或黄昏时尤其活跃，因此它们不太可能在可能被感知为白天的强光下进食是合乎逻辑的。当然，关于为什么当灯光熄灭时刺细胞会发射，还有一个更直接的解释——阴影。“可能是水螅利用这种感觉功能来检测猎物在摄食触手上投下的阴影，就在攻击的最佳时机。”研究人员通过引入视蛋白信号阻断剂顺式地尔硫卓，将视蛋白信号级联反应与这种摄食行为的变化直接联系起来。在阻断剂存在的情况下，光线没有影响，证实了基于视蛋白的信号传导是这种光介导的刺细胞发射变化所必需的。
由于水螅已经被广泛研究了几个世纪，我们现在才了解到光线如何影响它们的摄食，这有点令人惊讶。“没有人 раньше 发现这一点是很奇怪的，”普拉切茨基评论道。“人们玩弄水螅及其光行为已经超过200年了，为什么他们没有注意到这一点呢？”但是，他说，当你回顾一下对这些生物的一些较早的观察时，“你会觉得其他人可能也有过这个假设，但直到现在才有了任何数据来支持它。”
这些发现揭示了被选择用来创造视觉的化学通路的最早用途之一。通过更多地了解这些信号级联反应，我们可以开始回顾视觉的最初起源，并逐渐了解导致我们眼睛进化的步骤。除了有趣的进化意义外，这项研究也可能为人类带来更直接的好处。包括水螅、水母和珊瑚在内的腔肠动物，每年造成数万起蜇伤事件，其中少数是致命的。我们越了解这些刺细胞是如何被触发的，我们就越能更好地预防这些蜇伤，甚至开发出一种保护游泳者免受蜇伤的方法。
参考文献： 大卫·C·普拉切茨基，凯特琳·R·方和托德·H·奥克利（印刷中）。刺细胞的释放受光线和视蛋白介导的光转导调节。《BMC生物学》