在比砒霜还毒10倍的环境中,为何这种生物活得有滋有味?

B站影视 内地电影 2025-11-12 22:17 1

摘要:2025年,科学家们在太平洋深处发现了这样一种鲜黄色的蠕虫,不仅能在充满致命毒素的环境中生存,还把这些毒素变成了自己的"保护伞"。这种看似脆弱的小生命,如何在这种地狱般的环境中活得如此滋润?

2025年,科学家们在太平洋深处发现了这样一种鲜黄色的蠕虫,不仅能在充满致命毒素的环境中生存,还把这些毒素变成了自己的"保护伞"。这种看似脆弱的小生命,如何在这种地狱般的环境中活得如此滋润?

2025年初,中国科学院海洋研究所的研究团队乘坐"科学"号科考船来到这里,他们的任务是研究JADE热液场的生态系统。这个水深超过1300米的深海区域,因其特殊的地质活动,形成了许多热液喷口,喷发出的不仅有高温热水,还有大量有毒物质。

研究人员潘明志博士在一次深海采样过程中,意外发现了一群栖息在热液喷口周围的鲜黄色蠕虫。它们就像黄色的小精灵,在这个黑暗且充满毒素的环境中翩翩起舞。后经鉴定,这种蠕虫名为赫斯帕拉尔文氏蠕虫(Paralvinella hessleri)。

"当时我们都很惊讶,"潘博士回忆道,"按理说,这种环境中的硫化氢浓度足以杀死大多数生物,但这些小家伙却在这里繁衍生息,看起来毫无压力。"

这一发现立即引起了团队的兴趣。他们收集了大量样本,带回实验室进行深入研究。这些黄色小精灵的生存之谜很快就要被揭开了。

回到实验室后,研究团队对赫斯帕拉尔文氏蠕虫进行了全面的分析。结果令所有人瞠目结舌——这种蠕虫体内的砷含量高得惊人,达到了10189±2231微克/克,相当于占它们体重的1%!这个数值比已知的任何砷超富集生物都高出约10倍。

负责化学分析的林志强研究员表示:"这简直是个奇迹。砷是种剧毒物质,连砒霜都是它的一种形态。在正常情况下,如此高浓度的砷会立即杀死生物,但这种蠕虫不仅没死,反而看起来很健康。"

更神奇的是,研究人员在蠕虫体内发现了大量的雌黄晶体。雌黄是一种含砷矿物,相对稳定且毒性较低。这意味着,这些蠕虫能够将高毒性的砷转化为低毒性的矿物质。

团队成员赵月华博士通过电子显微镜观察到,这些雌黄晶体主要分布在蠕虫的体壁和消化道中,形成了一种独特的"生物矿化"现象。通过这种方式,蠕虫不仅解决了毒素的问题,还利用这些矿物加强了自己的身体结构。

这种蠕虫不仅能处理砷,还能利用环境中的另一种剧毒物质——硫化氢

海底热液喷口周围的硫化氢浓度极高,这种气体对大多数生物来说是致命的。然而,赫斯帕拉尔文氏蠕虫却进化出了一套完整的处理系统。

通过基因测序和蛋白质组学分析,研究团队发现这种蠕虫体内有两种特殊的血红蛋白(iHem-1和iHem-2),能够特异性地结合硫化氢分子并将其运输到体内特定的位置。

同时,它们还有一种名为"多药耐药相关蛋白"(MRP)的蛋白质,负责将砷离子泵入细胞内的特定囊泡中。

为了验证这一机制,研究人员进行了硫同位素分析。结果显示,蠕虫体内雌黄晶体的硫同位素值为7.19±0.98‰,与热液喷口的硫化氢同位素值非常接近,这证实了蠕虫确实直接利用了环境中的硫化氢。

赫斯帕拉尔文氏蠕虫生活的环境堪称地球上最恶劣的地方之一。在日本冲绳海槽JADE热液场,不仅水深达1328-1584米,压力是海平面的130多倍,而且温度变化剧烈,从海水的几度到热液喷口附近的几百度。

更可怕的是,这里的砷浓度比一般海水高数千倍,毒性是普通砒霜的10倍。加上高浓度的硫化氢,这里简直是一个"化学地狱"。

但就是在这样的环境中,赫斯帕拉尔文氏蠕虫不仅生存了下来,还形成了稳定的种群。它们的抗毒能力远超科学家们的想象。

"如果把这种蠕虫放在陆地上,相当于我们人类生活在一个充满剧毒气体的环境中,而且脚下的土壤也都是剧毒物质,"生态学家陈明研究员形象地比喻道,"但它们不仅适应了这种环境,还学会了利用这些毒素。这种适应能力在生物界是非常罕见的。"

从海底到实验室

2025年8月的这项研究不仅是生物学领域的突破,还为环境治理提供了新思路。砷污染是全球面临的严重环境问题,尤其在一些矿区和工业区。赫斯帕拉尔文氏蠕虫的解毒机制为生物修复技术提供了全新的灵感。

研究团队正在尝试将蠕虫体内的关键基因移植到细菌中,希望开发出能够在污染环境中高效去除砷的生物技术。

此外,这一发现也对生命起源和进化研究具有重要意义。早期地球环境被认为类似于现在的深海热液区,充满各种有毒物质。赫斯帕拉尔文氏蠕虫的生存策略可能代表了早期生命适应恶劣环境的一种古老方式。

"这种蠕虫向我们展示了生命的韧性和创造力,"王海龙教授说,"它们用独特的方式告诉我们,即使在最恶劣的环境中,生命也能找到前进的道路。"

在这个星球最极端的环境中,它们不是逃避危险,而是学会了拥抱并利用这些危险。这种"以毒攻毒"的生存策略,展现了自然界的神奇力量。或许未来,人类也能从这些微小生命身上汲取智慧,找到解决环境污染等难题的新思路。

1. 中国科学院海洋研究所,《极端环境生物适应机制研究》,2025年8月

2. 王海龙等,《深海热液区生物矿化现象及机制》,《PLOS生物学》,2025年8月

3. 日本海洋科学技术中心,《冲绳海槽JADE热液场生态调查报告》,2024年12月

4. 国际海底管理局,《深海生物多样性与环境保护》,2025年5月

5. 美国伍兹霍尔海洋研究所,《极端环境生物学前沿研究》,2025年3月

来源:老猫科普录

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