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水母（英文名Jellyfish）是刺胞動物門（舊稱腔腸動物門）中的無脊椎動物，它們像一把把靈動的雨傘在水中沉沉浮浮，早在5億年前就已經生活在海洋中了。水母的身體中大約95%的成分都是水，所以看起來非常柔弱，但是你可別小瞧了它們，它們可是歷經了地球五次生物大滅絕，頑強生存下來的古老物種之一。
海洋館中的水母 | 作者2017年攝於廈門海洋館
地球上現存約有250種水母，它們中的有些種類被當做食物豐富著人們的餐桌（如海蜇），有些種類被視為愛情的象徵（如海月水母）溫暖著人們的心田，有些種類因形似聚寶盆而被視為財富的象徵寄託著人們發財致富的夢想等等，從各個方面走進人們的生活中，逐漸為人們所熟知。今天，我們一起來了解幾個關於水母的冷知識，看看它們有哪些少為人知的創新啟示與應用。
利用水母粘液去除納米粒子|文獻[1]
塑料自誕生以來，為人們帶來便利的同時，也帶來了難以磨滅的白色汙染，塑料垃圾隨著時間的流逝在自然風化等作用下變成不計其數的塑料微粒，成為海洋乃至整個地球生態系統不能承受之重，這些塑料微粒通過生物鏈、食物鏈傳遞富集到各種生物體內，嚴重威脅各種生物的生命健康。如何消除微塑料是一項極其困難的任務，各國科學家都在積極研究如何清除這些可惡的塑料微粒。2015年，法國科學家研究出利用水母中提取的水母粘液捕獲納米粒子的技術[1]，以色列海法大學的研究人員則利用這一技術，研製出一種水母粘液過濾器，可以將塑料微粒從水中去除，實現海水和微塑料的分離[2]，也許不久的將來水母會成為人類消除白色汙染的功臣。
燕子低飛要下雨，蟬鳴雨中天將晴；青蛙叫、大雨到，泥鰍靜、天氣晴，……。自然界中許多生物的行為都與天氣變化有著某種關聯，作為一種古老的動物，水母也練就了這方面的特殊本領。住在海邊的漁民，當看到岸邊的水母紛紛遊向大海深處時，他們就會知道風暴將會很快來臨，並總結出「海蜇奔海起風暴」的民諺。科學家們對水母進行深入研究，仿生製造出了水母耳，安裝在艦艇上，用於探測風暴，可以提前十多個小時預測風暴的到來[3]，使艦艇有充足的時間進港躲避風浪和危險。
柔性仿生機器水母結構及充擴張收縮狀態|文獻[5]
仿生水母水下子母機器人|文獻[6]
許多傳統的水下機器人多採用尾部擺動、兩側划水或安裝螺旋槳等方式推動前進，這樣的機器人大多無法完成狹小空間作業，而且存在噪音大、體積大等缺點，而水母通過腔體收縮與擴張產生噴射水流來推動前進，這種高效、靈活的運動方式，為水下仿生機器人的改進和研發提供了重要啟示。科學家們根據水母的運動方式，研製出了各種仿生機器水母：有的實現了三維空間的靈活運動，提高了仿生機器水母的機動能力[4]；有的設計出柔性仿生機器水母，在承載一定重量情況下，還能實現快速垂直遊動[5]；還有的設計了仿生水母水下子母機器人，實現了靈活性和延長續航[6]。仿生機器水母的研究，為水下機器人的研發和應用提供了重要支撐，未來可廣泛應用於軍事、救援、探測、勘探等各領域。
紙尿褲|Foodista
水母身體95%左右的成分都是水，其高超的鎖水能力吸引了紙尿褲研發公司的目光，他們以水母為原料開發出一種名為hydromash的吸水材料，其吸水能力遠高於市面上大多數吸水材料，並且可以在30天內完全降解、減少環境汙染，該材料可以廣泛應用於製造尿不溼、醫用海綿、餐巾紙等吸水產品[7]。
綠色螢光蛋白（GFP）|文獻[8]
此外，關於水母的一些研究成果還被廣泛應用於醫療製藥等方面，如從水母中分離出的綠色螢光蛋白（GFP），可應用於分子標記，幫助人們進一步觀察細胞內的生理過程，進而還可以幫助科學家們進行藥物篩選[8]，2008年華裔科學家錢永健因在綠色螢光蛋白研究方面做出突出貢獻與另兩位貢獻者一同分享了諾貝爾化學獎；提取的水母粘蛋白（qniumucin）可抑制膝關節前交叉韌帶切除後骨關節炎（OA）的關節軟骨退變[9]；還可以通過直接欣賞水母遊動，來平復心情，治癒壓力和焦慮等等。
水母這種歷經億萬年自然洗禮，磨礪出許多神奇技能的古老生物，在很多方面都能給人類以啟發，人們目前對它們的了解還遠遠不夠，有很多未解之謎還等待著我們去進一步探索。
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參考文獻：
[1]Patwa A , Thiéry, Alain, Lombard F , et al. Accumulation of nanoparticles in "jellyfish" mucus: a bio-inspired route to decontamination of nano-waste[J]. Scientific Reports, 2015, 5:11387.
[2]Catherine Collins.Garbage-collecting aqua drones and jellyfish filters for cleaner oceans[J/OL].https://horizon-magazine.eu/article/garbage-collecting-aqua-drones-and-jellyfish-filters-cleaner-oceans.html,2018-4-3.
[3]利用次聲波探測風暴[J].生物化學與生物物理進展,1975(03):62.
[4]Junzhi, YU, Xiangbin, et al. Design and attitude control of a novel robotic jellyfish capable of 3D motion[J]. Science China(Information Sciences), 2019, v.62(09):182-184.
[5]Joshi, A.; Kulkarni, A.; Tadesse, Y. FludoJelly: Experimental Study on Jellyfish-Like Soft Robot Enabled by Soft Pneumatic Composite (SPC). Robotics 2019, 8, 56.
[6]郭書祥,孫珊,郭健.新型仿生水下子母機器人系統設計[J].控制與決策,2019,34(05):1004-1010.
[7]Scott A . Jellyfish Diapers, Cocaine In The Water[J]. Chemical & Engineering News, 2015, 92(29).
[8]馬金石.綠色螢光蛋白[J].化學通報,2009:53-60.
[9]Ohta N , Sato M , Ushida K , et al. Jellyfish mucin may have potential disease-modifying effects on osteoarthritis[J]. Bmc Biotechnology, 2009, 9(1):98.
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