撰文 | Ziv
審校|Cloud
每年春末夏初,正是藤壺最肥美的時候。潮水退去,露出長滿密密麻麻的藤壺的礁石,一眼看去讓人忍不住冒出密密麻麻的雞皮疙瘩。
但是在很多人眼里,它們可是超級鮮美的食物。漁民拿著石頭把藤壺敲下來,或者用螺絲刀之類趁手的工具把它們從礁石上撬起來,稍加烹飪就是一道美味()。
看經驗豐富的人采藤壺會讓人誤以為這是一項非常輕松的工作,但實際操作起來可沒那么容易,因為藤壺會把自己緊緊地粘在礁石上。
哪怕用上了鉗子,也沒那么容易把藤壺摳下來。丨MicroNet-B1 - YouTube
所有的藤壺都生活在海洋里,其中大部分生長在潮間帶或者其他水深不到100米的淺水海域。潮間帶就是漲潮的時候會被海水淹沒,退潮的時候會露出來的地方。
藤壺是鞘甲綱蔓足亞綱(Cirripedia)動物的通稱,其中也包括像鵝頸藤壺(
Pollicipes pollicipes)這種雖然也被稱為“藤壺”,但實際上它們屬于鎧茗荷目指茗荷科 (Pollicipedidae),而不是藤壺科 (Balanidae) 的動物。嚴格地說,藤壺是指無柄目藤壺科的節肢動物。
它們的生命也是從受精卵開始。受精卵孵化后,幼體脫離母體,然后在海水中漂浮幾個星期,直到找到合適的附著物。
生長在岸邊礁石上的藤壺。丨MichaelMaggs - wikimedia
海岸的礁石、碼頭的混凝土、船底,這些堅硬的表面都是藤壺理想的棲居之所。在紀錄片中,你還經常能看到附著在鯨魚、海龜身體上的藤壺。如果這些藤壺長在了海洋動物的眼睛、口鼻附近,很可能讓對方難以看到東西,或者無法呼吸、無法進食,從而威脅到它們的生命。
藤壺幼體找到適合棲息的表面后,會分泌出一些黏液來把自己粘在上面,這種液體被稱為藤壺膠,具有極強的黏合性和防水性。藤壺在生長過程中會經歷一次次換殼,長出更大的外殼。每次換殼時,它們都會分泌一些藤壺膠。正是這種膠水把藤壺牢牢地粘在礁石表面,最后變成我們看到的一個個堅固的小圓錐。
每次換殼后,藤壺就會分泌出藤壺膠,把自己跟基底緊緊粘在一起。丨Tiantian Min et al.,
Materials2025, 18(3), 502
藤壺膠是自然界中最強力的膠水之一,所以要想把它們從黏附的表面去除非常困難。不過也有些科學家從藤壺膠中獲得靈感,開發出能應用于醫療或者水下工業領域的膠水。
藤壺生長的環境通常非常潮濕,而且表面有很多小顆粒的污染物。可想而知,在這樣的條件下,大多數膠水或者膠帶會失效。這就讓藤壺膠引起了科學家的注意。
來自麻省理工學院的一個科研團隊的研究方向就是解決如何在人體組織這種潮濕、多變的環境中有效地黏合傷口。科學家Hyunwoo Yuk說:“要封住出血的組織,你不僅要跟潮濕的環境對抗,還要隨時應對血液帶來的污染。”
Yuk表示,從某種程度上來說血液是一種受到“污染”的液體,因為里面充滿了細胞。為了讓黏合劑發揮作用,必須把這些細胞推開。他們發現這和藤壺在海水中面臨的環境簡直一模一樣。
藤壺生長的地方不僅很潮濕,表面還有很多小沙粒或其他污染物。丨May Gauthier - Unsplash
藤壺膠的強力秘訣在于它獨特的成分和作用方式。在附著到礁石表面之前,藤壺幼體會先釋放一種油性液滴,排開表面的水分和污染物,然后利用含有磷蛋白的黏合劑將自己粘在物體表面。Yuk說:“它們實際上是在‘改造’目標基質,為快速、強力的黏合過程做準備。”
2021年,他們的科研團隊在《自然-生物醫學工程》(
Nature biomedical engineering)上發表了一篇文章,介紹他們從藤壺膠中獲得靈感開發的一種膠水。
他們利用了之前開發的一種黏性材料(由有機分子、水和殼聚糖混合而成,殼聚糖是一種用于傷口敷料的材料)來模擬藤壺膠中的黏性蛋白,并將這種黏性材料的薄片放到低溫研磨機中,研磨成直徑只有百萬分之一毫米的微粒,再將這些微粒與醫用級硅油混合在一起,讓它們懸浮其中。這種混合物的外觀和觸感都很像渾濁的白色牙膏。
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這種人造“藤壺膠”由黏合劑顆粒和硅油組成,可以有效排開血液。丨Hyunwoo Yuk
在實驗中,科研人員在活體大鼠(麻醉后)的心肌以及肝臟上測試了人造“藤壺膠”的黏合性,發現它的效果非常好,甚至能克服大鼠心臟跳動產生的壓力將傷口黏合起來,并在15~30秒內止住出血。
接下來研究人員又在活體豬的肝臟上測試了膠水的效果。由于豬的凝血能力比人強,在實驗前科研人員還給實驗豬注射了一種血液稀釋劑。在幾次實驗中這種膠水仍然有效。
參與實驗的獸醫Tiffany Sarrafian表示她從沒見過這么好用的醫用膠水。她說:“我們只是把這種膏體涂在傷口上,然后數了幾秒,再把手拿開,發現止血了,真是太神奇了!”
每年有上百萬人因為失血過多死亡,然而傳統的止血方式都很難在短時間內有效讓傷口閉合。來自不同國家、不同領域的科學家在努力尋找能更快、更有效的材料來治療創傷,并控制出血量,人造“藤壺膠”或許是一種新的方案。
很需要這種膠水粘住假期之后受傷的心
參考資料:
[1] Nie, J., Eom, K., AlGhosain, H. M., Neifert, A., Cherian, A., Gaia Marie Gerbaka, … Lee, J. (2025). Intravitreally Injected Plasmonic Nanorods Activate Bipolar Cells with Patterned Near-Infrared Laser Projection. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.4c14061
[1]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%97%A4%E5%A3%B6%E7%A7%91
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Barnacle#
[3]藤壺:海洋中“最難”擺脫的寄生蟲. 光明科普. 2021-08-30
https://kepu.gmw.cn/2021-08/30/content_35122654.htm
[4]https://news.mit.edu/2021/barnacle-glue-wound-seal-0809
[5]Yuk, H., Wu, J., Sarrafian, T.L. et al. Rapid and coagulation-independent haemostatic sealing by a paste inspired by barnacle glue. Nat Biomed Eng 5, 1131–1142 (2021).https://doi.org/10.1038/s41551-021-00769-y
[6]https://www.wired.com/story/this-barnacle-inspired-glue-seals-bleeding-organs-in-seconds/
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