图片丨NOAA
为了繁衍,许多动物会通过释放特殊的信号分子来吸引异性,完成交配。但一些杀手也垂青了那一点,释放类似的分子,诱惑猎物出来交配,然后捕食掉……
撰文丨杨心船
跟着夜晚降临,月光照射在海洋上时,外表上一片沉寂的世界,其实已经躁动不安。许多海洋生物城市跟从着月光强度改变,节律性地开展活动。而各类各样的海洋蠕虫会变得非分特别活泼,它们看起来像一只只生活在海底的蜈蚣,一般喜好栖息在海藻和石头下面,遁藏捕猎者的逃捕。
当月光强度削弱,它们会逐步从栖息地中爬出,然后起头环状扭动,看起来像停止一种特殊的绕圈跳舞。那种行为的目标并非活动身体,而是它们的一种交配仪式,在那一过程中,雌雄个别会完成受精。而引导它们参与交配的,除了月光,还有特殊的信号分子弗洛蒙(pheromones),那种物量学名为 信息素或者外激素,是一类向异性传达交配信号的化学分子。
传递交配信息
许多生活在海洋中的动物都依靠信息素完成繁衍,例如海胆会通过信息从来告诉同伴是时候交配了。当有海胆释放信息素之后,四周接到信号的海胆就会统一时刻向情况中喷射出生殖细胞,新一代的生命就会从中降生。
对蠕虫来说,信息素就是让它们从躲匿之处爬出的动力,此中有两种可以别离激起雌性和雄性的交配欲看: 三硝基苯基谷氨酰赖氨酸(ovothiol A)次要会将雌性蠕虫引出来到空阔的海床绕圈泅水; 尿酸盐(urate)则会吸引雄性,让它们主动释放精子。
但现实上,有一部门认为能完成生命大协调的蠕虫们,结局却并非那么美妙。它们没有意识到,月光之下还隐躲着一场致命的谋杀案。帝王芋螺( Conus imperialis )早已经伺机待发,预备将那些出门觅觅异性的蠕虫们纳进腹中。
生活在浅水的帝王芋螺。丨SAMUEL S. ESPINO
帝王芋螺完全不挑食,只如果本身能吞下的动物都不抗拒,鱼、蠕虫以至贝壳类动物都位于它们的菜单上。因为动作迟缓,它们无法快速出击捕获猎物,而它们最拿手的进攻体例就是下毒,帝王芋螺的毒液腺就是各类毒素分子的造造工场。
它们的捕食体例多样, 但都离不开毒素。当一些鱼游到芋螺的口腔四周时,就会被芋螺口中类似网状的构造给淹没,在那个构造中鱼类会进进极度放松的形态,原因就是芋螺会释放出毒素,迟缓地麻木鱼的运动,然后芋螺就一只一只地食用无法动弹的小鱼。当然,它们最擅长的仍是操纵尾部的特殊长鼻状构造,往蜇刺四周的鱼,并 注进神经毒素使它们瘫痪。动作未便的鱼,再也无法游动逃离,只能眼睁睁看着本身被食掉。
图片丨JAMA. 1998;279(21):1679-1681.
但蠕虫不像鱼一样会四处游动,它们都很擅长觅觅和造造躲躲地,若何把它们吸引出来才是能饱餐一顿的关键。帝王芋螺的设法同样十分简单:蠕虫会因为什么工作不由得出来,我就模仿那件事来吸引你。而错误地传达交配信号就是一种十分适宜的体例。
以交配为诱饵
《科学·停顿》的一项研究,就在它们的毒液腺中发现了 与蠕虫信息素极其类似的成分。帝王芋螺用conazolium A 和genuanine模仿了ovothiol A和尿酸盐,模仿分子和本来的分子其实不完全一样,但保留了关键的分子构造。如许既可以发扬信息素的功用,又能增加分子的不变性。
两种模仿的信息素与本来的信息素丨来源论文
做为局外人,我们可能会认为蠕虫竟然能傻乎乎地上钩,但现实天主王芋螺为了捕获到它们可谓费尽心血,那些不变的模仿分子能够更长时间地影响蠕虫的代谢,骚乱一般的交配方案。除此之外,不变的构造或许也能在模仿信息素在水中连结更久,如许有助于把躲在岩石裂缝中的蠕虫吸引出来。
为了检测那两种模仿分子是不是实的能起效,研究者挑选了一批杜氏阔沙蚕( Platynereis dumerilii ),将它们置于试验皿中,在尝试组中加进了帝王芋螺体内的模仿信息素,信息素的浓度与帝王芋螺毒液腺体中所含的相当。
成果当那些杜氏阔沙蚕接触到模仿信息素后,16条雄性个别中有13条释放出了精子,比照组则连结一般形态;而11条雌性个别中有7条起头绕圈运动,完成典型的交配动做,起效的时间十分快,雌性一般15秒之后就会起头环形运动,环状运动的轨迹明显强于比照组。
承受到模仿信息素的雌性蠕虫会快速转圈丨来源论文
当然,杜氏阔沙蚕是一种常用的形式生物,生活在海洋里的帝王芋螺其实不晓得怎么食用那种蠕虫。帝王芋螺肠道里的DNA展现,因为那种交配诱惑而丧生的更可能是杜氏阔沙蚕的近亲,例如火刺虫(Hermodice)等海洋蠕虫。
一种海洋蠕虫,火刺虫丨Lamar University
“帝王芋螺确实充满了许多令人骇怪的处所。”密歇根大学安娜堡分校的动物学家Thomas Duda表达,不外,目前整个尝试都是在尝试室完成和看察到的。因为想要在海洋情况中看到帝王芋螺释放信息素,再吸引蠕虫的过程其实不随便。但那种操纵交配诱惑捕猎的机造在生物界中其实不稀有,例如链球蛛(Mastophora)会排泄猎物吸引异性时释放的信息素,以此来诱惑对方并捕食。而帝王芋螺排泄的模仿信息素还颠末了加工,比天然的更不变,诱捕机造以至愈加高级。
隆重看待
虽然那些毒液和诱惑是许多生物的噩梦,但关于人类来说,那些分子颠末润色之后就能成为日常中所利用的药物,例如如今的一种FDA批准上市的行痛药齐考诺肽(Prialt)就来自于毒素分子,研究者合成了毒腺中的一种多肽,那种毒本来是一种钙离子通道按捺剂,用于麻木猎物的。当那种毒素多态造形成药物后,就可以阻断脊髓中神经细胞的信号传导,以此来缓解痛苦悲伤感。
不外,毒素颠末处置,在适量利用的前提下对人类有益,其实不代表帝王芋螺对人类不求助紧急,那些芋螺能够说是海洋中最求助紧急的捕猎者,仅仅只需几滴毒液就足以杀死10个成年人。而且,医学界还没有针对芋螺毒素的解药,因而一旦中毒,医生能做的只要避免毒液扩散。
在野外,除了蠕虫需要经得住芋螺的诱惑,我们在浅水区碰着那些芋螺时也不要被它们的外表和痴钝的动作给哄骗了,往往致命的杀手就隐躲在那些标致的布景之后。
参考文献
[1]Small-molecule mimicry hunting strategy in the imperial cone snail, Conus imperialis
[2]
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