近日,中国科学院海洋筹商所科研团队在动物深海顶点环境符合机制筹商方面取得毁坏性发挥,国外上初次揭示了深海热液动物贺氏拟阿尔文虫“以毒攻毒”的特有符合机制。
据先容,大洋板块接壤处,岩浆加热的高温海水捎带着高浓度的硫化氢、重金属等有毒物资,从海底裂隙中喷涌而出,变成了特有的深海热液生态系统。热液喷口近邻的生态环境对大多数生物而言过于严酷,但阿尔文虫却能在高温、高硫化氢和高重金属的顶点环境中衍生繁殖并变成高密度群落。因此“阿尔文虫如何抗击环境毒素、符合顶点环境”一直是学界高度关爱的科知识题。
依托“科学”号科考船深海热液科考航次,团队深刻筹商了冲绳海槽热液区阿尔文科贺氏拟阿尔文虫。筹商发现该物种具有诸多特有特征:
一是它们呈现出荒废的亮黄色体色,其表皮细胞均折柳的大王人黄色颗粒是其体色开始;
二是贺氏拟阿尔文虫是栖息位置最接近热液喷口的动物,比拟之下铠甲虾、贻贝等常见热液动物只可生存在更远方;
三是贺氏拟阿尔文虫体内富集了大王人无机砷,部分个体中砷含量竟高达体重的1%,但它们却能在超高浓度砷环境下安心无恙。

A:贺氏拟阿尔文虫生存的深海热液烟囱,其中A’暴露热液喷口近邻的贺氏拟阿尔文虫群落;B:贺氏拟阿尔文虫个体;C和D:贺氏拟阿尔文虫躯干及头冠皮下表的亮黄色颗粒。
进一步筹商发现,贺氏拟阿尔文虫表皮细胞内的黄色颗粒主要由砷和硫组成,与圭臬的三硫化二砷(雌黄矿)统斡旋致。筹商团队相连全基因组测序与卵白质组学发现,这些颗粒中显贵富集了多药耐药转运卵白与血红卵白。前者是高度保守的砷转运与解毒卵白,后者则精致相连和运输硫化氢。
基于以上筹商后果,筹商团队初次漠视贺氏拟阿尔文虫演化出一种特有的“以毒攻毒”的砷-硫化氢偶联解毒机制。贺氏拟阿尔文虫通过摄食含高浓度砷的生物膜得到砷化物,这些砷在多药耐药转运卵白的作用下被转运并富集到头冠、表皮、鳃丝和消化谈等组织的上皮细胞内。同期,硫化氢通过血红卵白被输送至这些解毒细胞。最终,两种剧毒物资在细胞器内相连,变成不溶性的三硫化二砷矿物,从而被“锁定”并竣事解毒。
本筹商初次揭示了动物愚弄两种环境剧毒物资竣事自我解毒并符合顶点生态位的特有机制,不仅为勾通动物的符合性演化提供了新视角,也为生物矿化筹商和环境毒理学开发了新标的。
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