海水中千分之一秒万倍膨胀的窒息防线:深海盲鳗黏液腺角蛋白丝的极速解卷
2005 年 9月1日 · 高速显微微流控流道剪切小室、旋转流变仪与人工海水吸水倍率测定筒
你知道吗?
几十微升看似不起眼的液体,在海水剪切力下瞬间弹开几万根纳米钢丝绳,这是大自然演化出的最硬核深海防暴水幕。
当深海凶猛的鲨鱼试图撕咬看似无骨软弱的盲鳗(Hagfish)时,捕食者下一秒就会遭遇惨绝人寰的窒息梦魇:仅仅咬住盲鳗身体一角,捕食者的整张大嘴和鱼鳃缝隙便会在0.4秒内被一团稠密如透明胶水般的致密黏液彻底糊死,被迫呛咳仓皇吐出猎物。
不列颠哥伦比亚大学的福吉团队揭开了这一生物力学奇观的弹簧结构。盲鳗体侧分布着近百个微型黏液腺,喷出的浓缩腺液总量只有几十微升,内部紧密包装着数万个黏蛋白囊泡与长得像微型线轴的“丝细胞”。每个丝细胞内部,居然单向盘绕着一根长达15厘米、直径仅微米的角蛋白丝,折叠了上万次!
包裹它们的胶水由带负电的高亲水多糖构成。当微升浓液接触外界海水的高离子环境,在捕食者口腔撕咬形成的水动力剪切力带动下,水溶性胶水瞬间溶解,蓄积巨大机械张力的15厘米蛋白线在数十毫秒内自发极速解卷,与水分子交联织就一张横跨几十升的超强黏弹性水凝胶巨网!