Can you guess what you’re looking at? Is it a fuzzy sock? An overripe banana? A moldy tube of toothpaste? In fact, this is the humble sea cucumber, and while it might look odd, its daily toil paves the way for entire ecosystems to thrive.
Bạn có thể đoán đây là gì không? Chiếc vớ bông? Quả chuối chín nẫu? Một ống kem đánh răng tầm thường? Thật ra, đấy là một con hải sâm nho nhỏ, và dù nghe có vẻ kì cục, hoạt động bản năng hàng ngày của nó giúp hệ sinh thái biển trong sạch hơn.
Sea cucumbers are members of the phylum Echinodermata, along with sea urchins, starfish and other radially symmetrical, “spiny-skinned” marine invertebrates. Some sea cucumbers have feathery tentacles flowing from their mouths, some are puffed like bloated balloons, and others simply look like Headless Chicken Monsters— the actual name given to a rare deep-sea species. But they are generally characterized by their long, cylindrical shape. A sea cucumber is essentially a brainless, fleshy form surrounding a digestive tract, bookended by a mouth and an anus.
Hải sâm là loài thuộc ngành Da gai, cùng với nhím biển, sao biển và các động vật biển không xương sống có lớp "da gai" và hình dạng đối xứng tỏa tròn. Một số loài hải sâm có các xúc tu lông mọc ra từ miệng, một số khác thì phồng lên như quả bóng, và có cả những loài trông như Quái vật Gà Không đầu— thực tế là có một loài hải sâm hiếm sống dưới biển sâu có tên gọi như vậy. Đặc điểm chung của các loài hải sâm là dáng thân hình trụ dài; về cơ bản, hải sâm trông như khối thịt không não bao quanh một ống tiêu hóa, với miệng ở một đầu và hậu môn là đầu còn lại.
Adhesive tube feet run the length of their bodies and allow them to scoot along the seafloor. Specialized tube feet can be used for feeding and respiration, though many sea cucumbers actually breathe through their anuses. Rhythmically contracting and relaxing their muscles, they draw water in and out over an internal lung-like structure called a respiratory tree that extracts oxygen from seawater.
Hải sâm có nhiều chân ống dính chạy dọc cơ thể giúp nó bò trườn trên mặt đáy biển. Một số chân ống chuyên dụng cho việc ăn và hô hấp, dù trên thực tế, nhiều loài hải sâm thở bằng hậu môn. Bằng cách nhịp nhàng co giãn các cơ, hải sâm hút và đẩy nước qua một cấu trúc giống phổi bên trong cơ thể chúng, gọi là ống hô hấp, giúp tách oxy từ nước biển.
Certain species of crabs and pearlfish take advantage of this rhythmic action and, once the sea cucumber’s anus is dilated, they shimmy in and take shelter. The rear end of a single sea cucumber can harbor up to fifteen pearlfish at a time. However, it seems that not all sea cucumbers put up with this intrusive behavior. Some species are equipped with five teeth around their anus, suggesting that they may have taken an evolutionary stand against unwanted guests.
Một số loài cua và cá ngọc trai lợi dụng hoạt động thở đều đặn này để lẻn vào trú trong cơ thể hải sâm khi hậu môn giãn ra. Hậu môn của một con phải sâm có thể chứa đến 15 con cá ngọc trai. Tuy nhiên, không phải loài hải sâm nào cũng chấp nhận hành động xâm phạm này. Một số loài có năm cái răng quanh hậu môn, nghĩa là chúng đã tiến hóa để chống lại những vị khách không mời.
But even sea cucumbers that lack anal teeth are outfitted with tools to defend themselves. They evade threats and launch counter-attacks using their mutable collagenous tissue, or MCT. This gel-like tissue contains bundles of collagen, called “fibrils.” Proteins can interact with these fibrils to slide them together, stiffening the tissue, or apart, softening it. This versatile tissue has many advantages: it aids in efficient locomotion, enables sea cucumbers to fit into small spaces, and allows them to reproduce asexually by splitting apart. But MCT’s most explosive application is employed when a predator attacks.
Cả những loài không có răng ở hậu môn cũng được trang bị các cơ chế tự vệ. Chúng lẩn tránh các mối đe dọa và phát động phản công bằng cách sử dụng các mô collagen có khả năng đột biến, viết tắt là MCT. Loại mô dạng keo đặc này chứa nhiều bó collagen gọi là "sợi fibril" Protein có thể tương tác với các sợi này để buộc chúng lại với nhau nhằm làm mô căng, hoặc tách chúng ra nhằm làm mô chùng. Loại mô đa năng này có nhiều ưu điểm: giúp hải sâm di chuyển hiệu quả, giúp thay đổi hình dạng cơ thể cho vừa với không gian nhỏ hẹp, và giúp sinh sản vô tính bằng cách tách đôi. Ứng dụng nổi bật nhất của MCT xuất hiện khi hải sâm bị kẻ săn mồi tấn công,
By loosening the attachments of internal tissues then quickly softening and contracting their muscles, many species are capable of shooting a wide range of organs out of their anuses. This act is called “evisceration” and it’s a surprisingly effective defense mechanism. In addition to startling and distracting predators, the innards of some sea cucumber species are sticky and toxic. Evisceration may seem drastic, but sea cucumbers are able to regenerate what they’ve lost to their gut reaction in just a few weeks’ time.
Bằng cách thả lỏng phần phụ của các mô trong cơ thể ra sau đó nhanh chóng làm chùng và co các cơ lại, nhiều loài có khả năng bắn nội tạng qua đường hậu môn. Đây được gọi là "đùn ruột ra ngoài" và là một cơ chế phòng thủ hiệu quả đến đáng ngạc nhiên. Ngoài việc làm kẻ săn mồi bất ngờ và phân tâm, nội tạng của một số loài hải sâm rất nhớt và có độc. Cơ chế đùn ruột nghe có vẻ khủng khiếp, nhưng hải sâm có thể tái tạo những gì chúng mất sau phản ứng tự vệ này chỉ trong vài tuần.
Aside from the few species that have evolved to swim and those that feed without moving, many of these cumbersome creatures pass their time grazing the seabed. Sea cucumbers are found everywhere from shallow shores to abyssal trenches 6,000 meters below sea level. On the deep sea floor, they comprise the majority of animal biomass, reaching up to 95% in some areas.
Ngoài một số loài đã tiến hoá để có thể bơi hoặc có thể ăn mà không cần di chuyển, hầu hết những sinh vật ù lì này dành nhiều thời gian gặm nhấm ở đáy biển. Hải sâm có mặt ở mọi vùng nước: từ bờ biển cạn tới các rãnh sâu 6.000 mét dưới mực nước biển. Tại đáy biển, hải sâm chiếm phần lớn sinh khối động vật, lên đến 95% tại một số khu vực.
As these sausage-shaped wonders trudge along, they vacuum up sand, digest the organic matter it contains, and excrete the byproduct. In this process, sea cucumbers clean and oxygenate the seafloor by breaking down detritus and recycling nutrients. This creates the conditions for sea grass beds and shellfish to thrive. Sea cucumber excretions can also aid in coral formation and may play a role in buffering marine environments from ocean acidification. As the ocean’s vacuum cleaners, they are very good at their job: about half of the sandy seafloor is thought to have passed through the digestive tract of a sea cucumber.
Khi loài vật độc đáo hình xúc xích này bò trườn, chúng giúp làm sạch cát tiêu hoá chất hữu cơ trong cát, rồi bài tiết chất thải. Đồng thời, hải sâm làm sạch và cấp oxy cho đáy biển bằng cách phân giải rác vụn và tái tạo chất dinh dưỡng. Điều này giúp thảm thực vật biển và động vật có vỏ phát triển. Các chất bài tiết từ hải sâm cũng có thể hỗ trợ hình thành san hô và hạn chế tác hại của nạn axit hóa đại dương. Với vai trò hút bụi đại dương, hải sâm đảm đương rất tốt việc này: khoảng một nửa đáy biển đầy cát được cho là đã đi qua ống tiêu hoá của một con hải sâm.
So next time you’re rejoicing in the feeling of sand crunching between your toes, consider this: those very grains of sand might have, at one point or another, been excreted by a pickle that breathes through its butt.
Vì thế, lần tới khi bạn đang vui vẻ tận hưởng những hạt cát len lỏi giữa các ngón chân, hãy nhớ rằng những hạt cát này, vào một lúc nào đó trước đây, có thể được đùn ra từ một quả dưa muối thở bằng "cửa hậu".