本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映的是作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
最近,我為一篇關於香蕉蛞蝓黏液的短文拍攝了一張香蕉蛞蝓的照片,這篇文章是為聖克魯斯(加利福尼亞州)的Hilltromper網站撰寫的,該網站是為該地區的自然愛好者設立的。
“好的,現在把你的頭轉向左邊……再往下一點……實際上你能再往這塊石頭上爬一點嗎?我真的很想再多看看那些黏液,”我說著,把我的iPhone懟到這隻可憐的蛞蝓臉上。
在我完成拍攝後,一位路人問我一直在拍什麼。當我告訴她時,她說:“它們真黃啊!肯定不好吃。”
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我以為她指的是鮮豔色彩的動物通常有毒或不好吃的觀點。但我在北加州長大,那裡的大蛞蝓是受人喜愛的生物,我不記得有什麼直接將它們的黃色與自衛聯絡起來。作為我拍攝的一部分,我撿起了這隻蛞蝓,我的手上沾滿了黏糊糊的黏液。我發現自己在想,香蕉蛞蝓的黏性是否會使它難以食用。
為了回答我的問題,我採訪了加州大學默塞德分校的工程學教授克里斯托弗·維尼,他研究了香蕉蛞蝓黏液和長頸鹿唾液等滑溜物質的稠度。結果表明,一種叫做粘蛋白的蛋白質是香蕉蛞蝓自衛的關鍵。粘蛋白是構成香蕉蛞蝓黏液的主要成分。維尼說,粘蛋白形成鏈狀,側面裝飾著糖分子,就像鋼絲刷一樣。
維尼說,香蕉蛞蝓分泌粘蛋白作為乾燥的顆粒來製造它們的黏液。這些顆粒遇到附近的水時會膨脹,體積增加數百倍。這就像給一粒米加水,看到它膨脹到一湯匙的體積。
維尼說,粘蛋白在遇到水時會以有組織的模式展開。糖分子網路化形成重複的模式,就像晶體中的模式一樣。這些模式有助於將黏液連線在一起,使其具有整體的黏滑感。
香蕉蛞蝓在自衛時會產生大量黏液,導致其捕食者的嘴裡充滿黏糊糊的東西和一條滑溜的蛞蝓。
香蕉蛞蝓黏液也是一種麻醉劑,這意味著它會讓捕食者的舌頭或喉嚨麻木。
維尼說,舌頭不是唯一容易受到影響的東西。“如果你在拿起香蕉蛞蝓時沒有戴手套,你會發現你的指尖在短時間後開始感到麻木,”他說。
這種麻木效果是香蕉蛞蝓黏液獨有的,但粘蛋白不太可能參與其中。
除了自衛之外,這些蛞蝓還利用粘蛋白來實現多種其他功能,包括運動。粘蛋白模式幫助蛞蝓與粗糙表面互動。粘蛋白重組以覆蓋沙子或岩石,使蛞蝓能夠在森林中巡遊。
有趣的是,粘蛋白在長頸鹿唾液中也起著類似的作用,維尼認為這可以保護長頸鹿的長舌頭在這些生物啃食樹葉時免受尖銳的金合歡樹刺的傷害。
他發現與香蕉蛞蝓粘蛋白相比,長頸鹿唾液粘蛋白組織成不同的模式。
維尼說,在顯微鏡下,與尖刺相比,一粒沙子看起來粗糙而多刺,而尖刺看起來更光滑和鈍。
維尼說,香蕉蛞蝓黏液中的粘蛋白必須形成小的網路才能覆蓋沙子的小尖刺。然而,長頸鹿唾液粘蛋白組織成更大的模式,以最大限度地潤滑更大但仍然多刺的尖刺。
粘蛋白模式也保護人類。我們的肺部含有黏液,可以捕捉遊離的灰塵顆粒和病原體,如病毒和細菌。在健康個體中,這些汙染物會被困在黏液中,專門的細胞會清除黏液,使我們能夠輕鬆呼吸。
維尼說,當人們患有哮喘或囊性纖維化等疾病時,粘蛋白不會組織成正確的模式,從而改變黏液的稠度。如果黏液太稀或太粘稠,那麼我們的細胞就無法清除它,受汙染的黏液就會積聚在我們的肺部。
他最初開始研究香蕉蛞蝓黏液是為了模擬囊性纖維化患者的黏液。他想了解哪些特性決定了黏液的粘性。
香蕉蛞蝓黏液並不能完全保護蛞蝓免於被吃掉。許多捕食者仍然認為香蕉蛞蝓是一種美味的零食。像浣熊這樣的動物會將香蕉蛞蝓在泥土裡滾來滾去,試圖避免被黏液糊住。
人類也吃香蕉蛞蝓。快速的谷歌搜尋會引導您找到各種食譜,詳細介紹如何製作您自己的油炸香蕉蛞蝓。它們甚至有分步圖片。
這些食譜都同意一點:確保去除黏液。