每年夏天，在我國(guó)的南海東海海邊、澳大利亞的黃金海岸、美國(guó)的佛羅里達(dá)海灘都會(huì)有一種看似像藍(lán)色塑料袋的生物——僧帽水母，或稱(chēng)“葡萄牙戰(zhàn)艦”（Portuguese man o’ war）。它們像是漂浮在海面上的藍(lán)色塑料袋，或是躺在沙灘上的藍(lán)色果凍，美麗得像藝術(shù)品，但也常危險(xiǎn)，一旦觸碰，疼痛和灼熱感會(huì)立刻讓人難以忍受。

僧帽水母（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[1]）

過(guò)去兩個(gè)多世紀(jì)，幾乎所有教科書(shū)和博物館都把僧帽水母當(dāng)作一個(gè)物種來(lái)介紹。然而，最新的一項(xiàng)跨國(guó)研究顛覆了這個(gè)印象。科學(xué)家在解析了151個(gè)僧帽水母的全基因組后發(fā)現(xiàn)，它們根本不是一個(gè)物種，而是至少四種彼此獨(dú)立、互不交配的生物。

基因測(cè)序揭秘僧帽水母

為了厘清這些貌似長(zhǎng)得一致的水母是否真的屬于同一個(gè)物種，一個(gè)由耶魯大學(xué)牽頭的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)，對(duì)來(lái)自全球各大洋共151個(gè)僧帽水母樣本進(jìn)行了全基因組測(cè)序分析。這不僅是首次對(duì)該類(lèi)浮游生物開(kāi)展如此大規(guī)模的基因組研究，也為海洋生物分類(lèi)學(xué)帶來(lái)了一次顛覆性的發(fā)現(xiàn)。

研究發(fā)現(xiàn)，所有樣本在基因上被清晰地分為五個(gè)譜系，其中四個(gè)譜系的差異足以將它們界定為四個(gè)彼此隔離的獨(dú)立物種。它們分別為Physalia physalis、Physalia utriculus、Physalia megalista、Physalia minuta。這四個(gè)物種之間的遺傳差異不僅體現(xiàn)在單個(gè)基因標(biāo)記上，更在整個(gè)基因組尺度上展現(xiàn)出高度的分化和生殖隔離。研究者通過(guò)計(jì)算一種衡量種群遺傳分化程度的指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)它們之間的平均值普遍超過(guò)0.4，遠(yuǎn)高于一般物種間界限的0.25。此外，無(wú)論是核DNA還是線(xiàn)粒體DNA系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，這些譜系都顯示出單系譜系，明確支持它們?yōu)椴煌锓N的身份。

四種不同的僧帽水母（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[1]）

更重要的是，研究團(tuán)隊(duì)首次構(gòu)建了僧帽水母的染色體級(jí)別參考基因組（3.33 Gb），并注釋出24177個(gè)基因。這為未來(lái)探索該類(lèi)群的發(fā)育、生殖、毒素機(jī)制等研究奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。

僧帽水母不同基因簇的地理分布顯示（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[1]）

也就是說(shuō)，這些看似一樣的水母，其實(shí)早已在各自海域中各自為政，演化出了屬于自己的基因譜系。

漂泊但不混合：形態(tài)與洋流決定了它們“是誰(shuí)”

一個(gè)自然的問(wèn)題隨之而來(lái)，這些僧帽水母看起來(lái)幾乎一樣，為什么能被分成不同物種？答案藏在它們的形態(tài)細(xì)節(jié)與漂流路徑中。

研究人員并沒(méi)有只停留在基因分析。他們收集并分析了超過(guò)4000張僧帽水母的高清照片。這些照片大多來(lái)自擱淺或浮游狀態(tài)下的個(gè)體，盡管拍攝環(huán)境各異，但許多關(guān)鍵形態(tài)學(xué)特征仍清晰可見(jiàn)。研究者根據(jù)浮囊的形狀、帆的高度、觸手?jǐn)?shù)量和顏色、個(gè)體體色等指標(biāo)，定義出四種可識(shí)別的形態(tài)類(lèi)型，并通過(guò)比對(duì)，成功將它們一一對(duì)應(yīng)到基因組研究中識(shí)別出的四個(gè)譜系。

圖4 僧帽水母的全球分布（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[1]）

P. physalis體大帆高，觸手多且紅色明顯；P. utriculus帆短、藍(lán)黃雙色，僅一根主觸手；P. megalista浮囊呈“S”形，偏紫色；P. minuta最小巧，觸手整齊，帆貼囊呈藍(lán)綠漸變。這些形態(tài)特征早在18、19世紀(jì)的航海日志和圖譜中就被部分觀(guān)察到，甚至被命名為不同物種，只是在缺乏基因工具的時(shí)代被后來(lái)者合并為一個(gè)統(tǒng)一的物種。

除了形態(tài)，這項(xiàng)研究還融合了高分辨率的洋流模型，為每個(gè)采集樣本模擬了過(guò)去9到12個(gè)月的漂流路徑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使這些水母具備風(fēng)帆般的漂浮結(jié)構(gòu)，理論上可在海面隨風(fēng)遠(yuǎn)行，但它們的實(shí)際軌跡卻被大洋中的環(huán)流系統(tǒng)和風(fēng)向牢牢限制在區(qū)域范圍內(nèi)。比如，P. minuta 幾乎只出現(xiàn)在塔斯曼海；P. physalis 則高度集中在大西洋中北部和南美沿岸。

換句話(huà)說(shuō)，它們漂流在海洋上，但并不是漫無(wú)目的。看不見(jiàn)的洋流軌道，像是在這片看似無(wú)邊無(wú)際的大洋中劃出了無(wú)形的邊界。風(fēng)、流、緯度，甚至個(gè)體“左右撇子”所決定的漂行方向

這種在一起但不混合的演化模式，打破了開(kāi)放海洋中物種會(huì)不斷融合演化的傳統(tǒng)假設(shè)，即便在沒(méi)有陸地阻隔的藍(lán)色荒原里，演化也在悄然劃界。

別被它的“藍(lán)色氣球”外表騙了，它真的會(huì)傷人

雖然僧帽水母外形夢(mèng)幻，像是一艘漂浮在陽(yáng)光中的海上熱氣球，但它的毒性，遠(yuǎn)比你想象的要強(qiáng)。它那細(xì)長(zhǎng)的觸手上，密布著大量帶有刺細(xì)胞的刺絲囊，一旦接觸皮膚，會(huì)釋放神經(jīng)毒素，導(dǎo)致劇烈疼痛、紅腫、水皰，甚至肌肉痙攣、呼吸困難。在極端情況下，尤其是兒童、過(guò)敏體質(zhì)或被蜇面積較大的人，還可能引發(fā)過(guò)敏性休克甚至危及生命。

圖5 沙灘上的僧帽水母（來(lái)源：維基百科）

每年因僧帽水母蜇傷而就醫(yī)的人數(shù)多達(dá)上萬(wàn)，為此，科研機(jī)構(gòu)甚至正在開(kāi)發(fā)僧帽水母潮汐預(yù)警系統(tǒng)，以減少蜇傷事故。

總結(jié)

僧帽水母一直被當(dāng)作一種的海洋生物，然而，這項(xiàng)結(jié)合基因組測(cè)序和海洋環(huán)流建模的研究卻告訴我們，即使在最開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)中，自然依然設(shè)下了邊界。那些看似長(zhǎng)得一致的僧帽水母，卻不屬于同一個(gè)物種。

如果你在海灘上遇見(jiàn)這位藍(lán)色游客，最好的做法就是：保持距離，不觸碰、不踩踏。拍照留念可以，但請(qǐng)別靠太近——它不是海的禮物，而是大海的警告。

參考文獻(xiàn)：

[1] Church, Samuel H., et al. "Population genomics of a sailing siphonophore reveals genetic structure in the open ocean." Current Biology (2025).10.1016/j.cub.2025.05.066

[2] Munro, Catriona, et al. "Morphology and development of the Portuguese man of war, Physalia physalis." Scientific Reports 9.1 (2019): 15522.

[3] Li, Li, Richard G. McGee, and Angela C. Webster. "Pain from bluebottle jellyfish stings." Journal of Paediatrics and Child Health 51.7 (2015): 734-737.

[4] Prieto, Laura, et al. "Portuguese Man-of-War (Physalia physalis) in the Mediterranean: A permanent invasion or a casual appearance." Scientific Reports 5. (2015): 11545.

[5] Larimer, James L., and Ebert A. Ashby. "Float gases, gas secretion and tissue respiration in the Portuguese man‐of‐war, Physalia." Journal of Cellular and Comparative Physiology 60.1 (1962): 41-47.

作者丨邵文亞 福建醫(yī)科大學(xué)副教授；楊超博士

審核丨李倩 大連大學(xué)生命健康學(xué)院副教授

來(lái)源: 科普中國(guó)創(chuàng)作培育計(jì)劃

內(nèi)容資源由項(xiàng)目單位提供