如果把蜗牛从壳里取出还能活吗?

如果把蜗牛从壳里取出还能活吗?

高sir,科学丨教育&生物老师

本文会告诉你,这个壳是怎么形成的,你就知道它为啥不能活了。

还会告诉你,龟从龟壳了取出能不能活。

再会告诉你,鼻涕虫这类没有壳保护的软体动物是怎么活的。


壳,是骨骼

蜗牛的身体通过一块叫“柱肌”的肌肉与壳紧密连接。

内脏器官——心脏、肺、消化系统、生殖系统,全在壳里面,被一个叫“内脏团”的结构包着。

所以你如果试图把蜗牛从壳里“取出来”,会撕裂它的肌肉组织,导致死亡。

就像你不能把人的骨骼“取出来”还指望人活着一样。

这个壳是怎么来的

这样你就能理解为什么壳不能去掉了。

蜗牛还是胚胎时,在发育早期就开始形成壳了。

过程是这样的:背侧(相对于胚孔的那一面)的一群外胚层细胞先增厚,然后向内凹陷进入囊胚腔,形成“壳腺”。[1]

这是第一步。

然后壳腺向外突出,形成“壳域”。

壳域接下来会扩张、进一步分化,最终变成成年蜗牛分泌壳的器官——套膜[2]

套膜里有个小凹陷叫壳腺,就是从这里分泌制造壳的材料。

分泌过程是这样的:

第一步,分泌一层有机分子,这会成为未来的壳皮层。这是基础层。

第二步,在这个有机基质上进行“生物矿化”。套膜上皮细胞分泌蛋白质和矿物质,在套膜和壳之间的一个很薄的空间——套膜外腔里控制钙质沉积。

壳主要由碳酸钙组成,约占 95%,剩下 5%是一种叫壳质蛋白的有机质。

壳有三层:最外层是壳皮层(蛋白质),中间是棱柱层(钙化的),最内层是珍珠层或叫珠母层。

这些层从哪来?

壳皮层在套膜外褶和中褶之间的凹槽里分泌出来,钙化部分从套膜外褶边缘开始分泌。

材料一层层加上去,螺旋式增长。

重点来了:这些壳不是由细胞组成的,而是细胞外分泌的矿物质和蛋白质。套膜贴着壳的内表面,不停地在壳的边缘加新材料。

所以壳是从底部往上长的,或者说从边缘往外扩的。

这意味着壳从一开始就和身体长在一起。

不是先有个完整的蜗牛,然后穿上一个壳。

而是胚胎发育时,壳和身体是同时形成、互相依存的。

为什么离不开壳[3]

保护

壳是蜗牛防御捕食者的主要手段。

研究显示,把蛞蝓放在有捕食性甲虫的环境里,平均只能活 2 天就被吃掉了。有壳的蜗牛平均能活 9 天。

保湿

蜗牛必须保持湿润才能存活。

壳的螺旋结构能保持一层潮湿的空气紧贴着蜗牛皮肤,壳孔隙里的黏液也能吸收和保持水分子。

没有壳,蜗牛会迅速脱水。对陆生蜗牛来说,脱水就是死路一条。

呼吸

这点很多人不知道。

没有壳支撑形状,套膜会塌陷,蜗牛就无法正常呼吸,因为套膜腔的上表面承担呼吸功能。

套膜塌了,气体交换就停了。

支撑

壳相当于蜗牛的骨骼,支撑着软体。

没有这个外骨骼,软体会瘫成一团。

说到这里,我想提一下龟壳。因为很多人会好奇:龟壳是不是也一样?

一样的,但构造更复杂。

龟壳由肋骨扁平化、融合形成。脊椎直接融合在壳的内侧。龟的腹侧壳(胸甲)由肋骨和胸骨构成。

所以龟和它的壳是完全连在一起的,壳就是骨骼。

这和蜗牛壳有什么区别?

最大的区别是:龟壳里有活细胞、血管和神经,骨细胞分布在壳表面和内部,持续分泌蛋白质和矿物质。

龟壳从内部生长,就像人的腿骨一样,营养通过骨内的血管供应。

而蜗牛壳是细胞外分泌物,不含细胞,从边缘往外长。

龟壳由两种骨头构成:膜内骨(在皮肤中发育)和软骨内骨(从软骨发育而来,是骨骼的一部分)。

背壳包含 10 块脊椎骨和它们的肋骨,这些都覆盖并融合到膜内骨板上。

壳外面覆盖着角质鳞片,叫盾片,和头发指甲一样的成分——角蛋白。

但这只是表层。核心结构是骨头。

虽然两者结构不同,但相同的是:失去壳,就是失去生命。

延伸

这种没有房子的软体生物是怎样在自然界中生存的?