图源:Esquire
利维坦按:每当提及黏液,估计很多人首先会联想到《异形》中的那种极具腐蚀性的黏液。当然,那只是科幻片,不过,就算在现实中,我们也不免联想到鼻涕、浓痰,随之而来的,也许是些许的生理或心理不适感。但话说回来,不论对于人类还是其他生物,对于其进化历程而言,这种黏糊糊的特性究竟意味着什么呢?
文/Daniel Kolitz
译/托雷波尔
校对/何里活
原文gizmodo.com/what-makes-things-slimy-1835370087
本文基于创作共同协议(BY-NC),由托雷波尔在利维坦发布
文章仅为作者观点,未必代表利维坦立场
几乎没有人知道自己最喜欢哪一种触感,就算有,你最好也和这些怪咖保持距离。但是,几乎所有人都知道自己最不喜欢哪一种手感——这也是蛞蝓、流脓的疖子、细菌肆虐的沼泽地共同具备的特征,黏滑。
为什么它们都黏糊糊的?这种触感到底是从哪里来的?黏液的本质是什么?为了搞清楚这些问题,我们找来了一群黏液科学家一探究竟。
这让人想起《黑客帝国》(The Matrix)中的一个细节。当主人公尼奥(Neo)从机器与程序的“梦境”中醒来,为了表现他回到了现实世界,他醒来后发现的第一件事就是:现实世界中充满黏液。图源:Giphy
戴夫·普拉切茨基(Dave Plachetzki)
新罕布什尔大学,细胞和生物医学科学、分子遗传学助理教授,他目前正在加拉帕戈斯群岛收集符合实验要求的海蜇,其实验目的是从分子遗传学以及进化角度研究黏液腺体。
道格拉斯·福吉(Douglas Fudge)
查普曼大学生物科学助理教授,海蜇及海蜇黏液领域的一位专家。
黏液通常是由糖蛋白(Glycoproteins)构成的,所谓糖蛋白就是一种蛋白质分子,并且附加了大量碳水化合物(从生物学角度讲,碳水化合物也就是各种糖类)。由于水与糖蛋白中糖类分子之间的相互作用,糖蛋白会与水结合形成各种各样的形状与大小。
当这种糖蛋白的体积变得非常大(即大分子),它们就会出现一种物理上的一致性,也就是人们通称的黏性(Sliminess)。从生物进化的角度看,黏液本身就经历过很多很多次进化,黏液在生物的进化进程中也发挥了千奇百怪的作用,包括呼吸、喂食、繁殖,对于我们正在研究的海蜇来说,黏液的作用是防卫。
当掠食一方的石首鱼将海蜇黏液吞入口中,不仅阻塞了其口腔,也几乎无法通过自身力量将黏液从鳃部清除掉。图源:The Company of Biologists
对于黏液的讨论也涉及到一个更本质的问题:当一个东西黏糊糊,这到底说明什么?我们刚才已经提到了形成黏液的糖蛋白总是倾向于结合大量的水。这让黏液具备了柔软的材料特性,让它们更容易滑过物体表面,而这些糖蛋白大分子之间的相互作用也具备很强的弹性。人们把具有这些特性的物体称为黏液。
维瓦卡·马霍塔(Vivek Malhotra)
基因组调控中心(Centre for Genomic Regulation)细胞与发育生物学主席。
因为黏液的特殊手感,提到这个词,总是能激起负面的想法,或者引发令人恶心的感觉,但是它其实有着非常重要的保护作用。比如,我们的身体中有一种特殊的细胞,杯状细胞(Goblet Cell),它分布于呼吸道内壁以及结肠(Colon)中,其作用是分泌黏蛋白(Mucoprotein)。事实上,人类每天要分泌一升黏蛋白,这些分泌物将在呼吸道内壁、结肠肠壁上形成一层黏膜。
所谓黏蛋白,同样是一种大蛋白分子,它形成于细胞中一种名为内质网(Endoplasmic Reticulum)的结构中。这些蛋白质分子在内质网中与糖类发生相互作用,然后被转移到高尔基体(Golgi Apparatus)也就是细胞内的另一个结构中。在高尔基体中,黏蛋白附加糖类,其体积大大增加,直至原来的5倍之多。