海参有一种类似蜘蛛侠的超能力——而且它涉及到它们的屁股

惹怒海参,就要喷你一脸粘液。
A black sea cucumber on the floor of the Indian Ocean.
印度洋海底的一只黑色海参。 Deposit Photos

如果说黑长海参(Holothuria leucospilota)是一位超级英雄,那么它可能与一位来自纽约皇后区的著名蓝红蜘蛛侠有很多共同之处。这种 海参拥有一种滑稽但极其有用的方式来抵御潜伏在这些奇特生物周围的捕食者。当受到威胁时,它们会撕裂屁股的内壁,然后射出一团粘稠的、面条状的粘液。

这个过程在 4 月 10 日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项研究中得到了描述,这种独特的防御机制可以缠绕并阻止捕食者前进。这些可牺牲的缠绕物被称为 卡维尔氏器,看起来像是海参从屁股里喷出的 一大团白色意大利面

该器官由重复序列的氨基酸组成。这些蛋白质赋予该器官一定的强度,并且蛋白质排列独特。在 蚕丝和蜘蛛网上也能找到重复的氨基酸序列。

卡维尔氏器位于 海参的呼吸树底部,海参在此处进行呼吸和排泄。该器官包含数百根悬挂的管子,海参可以自我截肢并在一两天内完全再生。

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在这项研究中,研究小组追踪了触发卡维尔氏器释放的分子通路,并发现用针刺穿该区域或刮擦皮肤会激活粘液分泌。然而,施加直接压力并不会引起反应。

黑长海参向螃蟹喷射卡维尔氏管,螃蟹被缠住。致谢:T. Chen 等人,PNAS 2023。

这些管道可以通过 呼吸树向其中泵水,膨胀到原来长度的 20 倍。管道接触任何表面后会变得粘稠,并附着在触摸者身上。被屁股粘液网缠绕后,攻击者有时甚至会因饥饿而死亡。

一旦海参摆脱攻击,它就会爬离致命的屁股粘液网。科学家们经常发现它们部分藏在海藻、珊瑚或巨石下。然后它们会恢复正常的行为, 过滤沙子中的有机物,并通过排泄将钙等营养物质重新循环到水中。然后,珊瑚和其他动物可以利用这些营养物质。

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该团队还在卡维尔氏器外膜的蛋白质中发现了类淀粉样蛋白的模式。患有 阿尔茨海默氏症 的人类患者的大脑通常含有较高水平的淀粉样蛋白斑块,但这些蛋白质被藤壶等海洋生物用作强力粘合剂。

“这项研究首次为 [海参] 的代表性物种的防御性缠绕提供了基因组学见解,” 他们写道

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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