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贻贝为什么能粘在礁石上

时间:2018-10-23 20:29 点击:
就算周围不断有水流冲击,贻贝也总是能牢牢地贴在湿润的、滑溜溜的岩石上,它们是怎么做到的?
      贻贝一生中的绝大部分时候,都并不令人神往。这些拥有成对贝壳的软体动物,是“法式青口”的主要材料。它们大半生都粘附在岩石上,通过过滤流经的海水来获取食物。但有些科学家却愿意花费多年时间来研究这些“简单”的生物,仔细观察它们静态的生活方式。

附着在岩石上的贻贝。 图片来自: wikipedia

      第一个尝试解答贻贝粘着之谜的人是赫伯特·韦特(Herbert Waite)。他在上世纪七十年代时,还是美国哈佛大学的研究生。他从那时起开始收集康乃狄克州海岸线上的贻贝,然后把它们带回实验室进行研究。他分析了贻贝那些“粘性线状物”——也就是“足丝”——的化学组成。贻贝就是依靠这些足丝,把自己固定在岩石上的。

      贻贝会通过某种类似于注塑生产的生理过程,制造出像头发一样纤细的足丝。它们强健的足部会生出沟渠,而它们会把液态的蛋白质挤压到沟渠里,只需几秒钟时间,就能形成一条稳固的线状物。每条线状物的端点上都有一个粘性的“软垫”,可以牢牢地吸附在岩石上,或者其他任何贻贝想要贴附的坚硬表面上。

贻贝的足丝。图片来自:springerimages.com

      韦特把足丝、粘性软垫和生产它们的腺体里的蛋白质链条破坏,仔细进行观察。在这三种结构里,他都能找到同一种罕见的氨基酸——“左旋多巴”(L-dopa,或称为3,4-二羟苯丙氨酸)。植物可以制造这种分子,人体也可以制造它。它是神经递质多巴胺的前体,因此也被用于治疗帕金森氏症。左旋多巴分子的关键结构,是邻苯二酚侧链,它是由一个苯环和连接在苯环上的两个羟基组成的。而这些羟基会和岩石、船壳以及任何贻贝试图贴附的东西结合在一起。

左旋多巴,左边的邻苯二酚结构是贻贝粘附的关键。图片来自:wikipedia


继韦特的发现之后,其他科学家也陆续发现了许多种不同的贻贝“胶水”。它们都含有左旋多巴。现在这些物质被统称为“贻贝粘着蛋白”(mussel adhesive proteins),简称MAPs。

(责任编辑:黄怡)
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