这种蠕虫名为赫斯勒偏顶蛤(Paralvinella hessleri),是西太平洋深海热液喷口最热区域唯一的栖息动物。该区域富含矿物质的热水从海底喷涌而出,这些流体可能含有高浓度硫化物及砷元素。砷会在赫斯勒偏顶蛤的组织中累积,有时可占蠕虫体重的1%以上。
李及其团队研究了赫斯勒偏顶蛤如何耐受热液流体中的高浓度砷和硫化物。他们采用先进显微技术、DNA分析、蛋白质分析和化学分析,鉴定出一种前所未有的解毒机制:蠕虫在皮肤细胞内蓄积砷颗粒,这些颗粒随后与热液喷口流体中的硫化物发生反应,形成名为雌黄的黄色矿物团块。
该研究揭示了赫斯勒偏顶蛤"以毒攻毒"的全新解毒策略,使其能在剧毒环境中生存。先前研究发现,全球其他区域的相关蠕虫物种及西太平洋部分蜗牛也蓄积高浓度砷元素,可能采用相同策略。
合著者王浩博士补充:"这是我首次参与深海科考,遥控潜水器监控屏上的景象令我震撼——亮黄色的赫斯勒偏顶蛤蠕虫与我见过的任何生物都截然不同,在白色生物膜和黑色热液喷口地貌中格外醒目。很难相信有任何动物能在如此极端有毒的环境中生存,更遑论繁衍生息。"
王博士表示:"更令人着迷的是,这种蠕虫产生的金黄色有毒矿物雌黄,正是中世纪和文艺复兴时期画家珍视的颜料。这是深海深处生物学与艺术史的奇妙交汇。"
作者指出:"那些黄色细胞内颗粒的性质曾长期困扰我们——其色泽鲜艳且呈近乎完美的球形。我们最终结合显微技术、光谱分析和拉曼分析才鉴定其为雌黄矿物,这是个惊人的发现。"
作者总结道:"我们希望这种'以毒攻毒'模式能促使科学家重新思考海洋无脊椎动物如何与环境中的有毒元素互动并加以利用。"
资助声明:本研究由国家自然科学基金(编号:42476133 致 H.W.)、崂山实验室科技创新项目(项目编号:LSKJ202203104 致 H.W.)、国家重点研发计划(项目编号:2018YFC0310702 致 H.W.)、国家自然科学基金(批准号:42030407 致 C.Li)和国家自然科学基金创新研究群体项目(编号:42221005 致 M.X.W.)资助。资助方未参与研究设计、数据收集分析、成果发表决定及稿件撰写。
Story Source:
Materials provided byPLOS.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Hao Wang, Lei Cao, Huan Zhang, Zhaoshan Zhong, Li Zhou, Chao Lian, Xiaocheng Wang, Hao Chen, Minxiao Wang, Xin Zhang, Chaolun Li.A deep-sea hydrothermal vent worm detoxifies arsenic and sulfur by intracellular biomineralization of orpiment (As2S3).PLOS Biology, 2025; 23 (8): e3003291 DOI:10.1371/journal.pbio.3003291
2025-08-30
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