如何鲨口逃生?盲鳗的武器是——一团迷你“毛线球”

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在数百米深的海下,一只鲨鱼正悄悄地接近它的猎物。它看中的是一条盲鳗。这种全身覆盖着灰粉色松弛皮肤的古怪生物看起来并不怎么好吃,但总之,鲨鱼还是一口咬了上去。

事实证明,这是一个错误的决定。差不多只过了一两秒时间,鲨鱼就迅速放弃了吃掉盲鳗的想法。它松开嘴游走了,嘴角还挂着一大坨模模糊糊半透明的东西。

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(原视频来源:Massey University)

这中间到底发生了什么?

击败鲨鱼的正是盲鳗的粘液。大量稠厚的粘液迅速塞满了鲨鱼的口腔,而且还会把它们的鳃堵住,使鲨鱼不得不放弃了攻击。这些粘液这可能是盲鳗身上最恶心的东西,但对科学家们而言,这也是种迷人的材料。

那么稀,又那么稠

在受到刺激时,盲鳗会首先分泌出一些生产粘液的“原料”。这些乳白色分泌物本身量很少,加起来可能还装不满一只小茶勺,但它们遇到海水之后,就会在几百毫秒内迅速变成将近一升的超大坨透明粘液。

这正是盲鳗粘液的厉害之处:从成分上说,它其实稀得非常不可思议。这一大坨粘液中99.996%都是海水,剩下的那一丁点才是盲鳗分泌的蛋白质。和其他生物粘液(比如我们口腔里的粘液)相比,盲鳗粘液中的蛋白质含量要低上足足三个数量级。

但与此同时,盲鳗粘液的质感却又不可思议地“浓稠”。它稠到可以从水里整团捞起来,稠到仿佛扯也扯不断……

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(感受一下……图片来源:NOVA)

盲鳗的“毛线球”

如此少的蛋白质怎么撑起这样扯不断的稠厚质感?答案在于盲鳗粘液中的一种特殊的蛋白纤维,我喜欢把它叫做盲鳗的“毛线球”。

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(图片来源:Douglas Fudge)

这些纤维真的和毛线球非常相似。它们刚被分泌出来的时候是一个个紧紧缠绕的小线团(如上图),而在海水中逐渐展开,就会变成长度惊人的纤维。纤维的直径只有1-3微米,而长度则有——10-17厘米!这些超长的纤维和黏蛋白一起形成网络,并在其中包住了非常大量的海水,就形成了胶冻状的粘液。

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(交织在一起的一些“毛线球”纤维。这张图是典型的照骗,颜色是使用了偏振光显微镜的结果,纤维实际并没有颜色。)

细长的纤维赋予了盲鳗粘液“拉伸增稠”的特性,也就是说如果单方向拉扯这团粘液,它会显得特别稠,这种性质也帮助它很好地糊住鲨鱼的鳃。

而想让它变稀其实也很容易:只要搓一搓就好了。这团粘液同时还有“剪切稀化”的性质,流体内部的摩擦会破坏纤维网络的结构,让粘液突然变稀。盲鳗自己就会利用这种特性摆脱自己的粘液,它们用身体做出一个圆圈,并从中间穿过去,这样就可以充分摩擦粘液,避免粘液糊自己一身。

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(一个正在脱离粘液的盲鳗。来源:Lukas Böni et al)

展开一团“毛线球”

如果只是把“毛线球”们浸泡在静止不动的盐水中,它们最终也可以展开,但整个过程会非常慢。在实际的海洋中,这些“毛线球”主要依靠水流的粘滞曳力实现快速舒展,如果“毛线”的末端附着到了某个表面上(例如鲨鱼的口腔),那么整个过程还会更快。研究者们实际观察了“毛线球”们展开的过程,并建立数学模型计算了它们快速展开所需的条件。研究盲鳗的粘液不仅增进了我们对这种古怪生物的了解,同时也能给材料学带来新的启发。

当然,我会写“盲鳗毛线球”的原因就很简单了——它真的很可爱!!

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(例行盲鳗表情)

参考资料

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2018.0710#d3e10148

https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/01/hagfish-slime/581002/

http://jeb.biologists.org/content/208/24/4613

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