最近的研究发现了一个关键的进化事件，它使入侵贻贝在北美产生了广泛的影响。这一发现也为开发受贻贝纤维启发的可持续材料铺平了道路。加拿大和德国的研究人员最近进行的一项研究表明，1200 多万年前发生的一个不太可能发生的事件在形成加拿大最具破坏性的入侵物种之一方面发挥了重要作用。

一项突破性研究将距今 1200 万年的基因事件与入侵贻贝的扩散联系起来，并激发了基于贻贝纤维的新型可持续材料的开发。(斑马贻贝）图片来源：美国鱼类和野生动物管理局

斑马贻贝和斑驴贻贝属于Dreissena科，是北美地区广泛分布的淡水入侵物种，它们争夺资源，对本地生态系统造成严重威胁。利用一种被称为"锚"的纤维锚，这些贻贝会造成表面生物污染，并阻碍发电站和水处理厂的进水结构。

新研究调查了这些贻贝粘附在物体表面的方式，可能有助于改进应对生物污损的策略，这个问题仅在加拿大就造成了数百万的损失。

意想不到的进化启示

令人惊讶的是，研究人员发现，贻贝作为一个物种具有顽强的生命力是由一个以前未被记录的事件促成的。哥廷根大学教授、合著者丹尼尔-杰克逊（Daniel Jackson）解释说："1200多万年前，一种细菌将一个基因前体转移给了一个贻贝，赋予了它们的后代制造这些纤维的能力。鉴于它们在淡水栖息地的贻贝附着过程中发挥的关键作用，这一进化过程使得这一贻贝家族在全球范围内广泛而有害地扩张。"

这项研究标志着在了解入侵贻贝及其附着机制方面取得了重要进展，可以为减轻其在加拿大的环境和经济影响提供潜在的解决方案。

这项研究还揭示了贻贝纤维如何启发可持续材料的开发。

受贻贝生物学启发的可持续材料

"这项研究不仅增进了我们对贻贝进化和生物污损的了解，还为新型材料的开发提供了一个令人兴奋的机会。从结构上看类似于蜘蛛丝的菊苣苔藓纤维可以启发未来对坚韧聚合物纤维的开发，为通常用于纺织品和技术塑料的更耐用、更可持续的材料做出贡献。"哈林顿说："我们发现，贻贝纤维的组成部分是大量的盘卷蛋白，这是迄今发现的最大的盘卷蛋白。这些蛋白质在结构上与人类头发中的蛋白质相似，在形成过程中通过简单的拉伸力就能转化成丝绸状的β晶体。这种纤维制造方法比蜘蛛丝的形成简单得多，有可能为生物技术制造可持续纤维提供一条更便捷的途径--目前这一行业主要由人造蜘蛛丝主导。"

参考文献：米里亚姆-西蒙斯（Miriam Simmons）、尼尔斯-霍贝尔特（Nils Horbelt）、塔拉-斯维科（Tara Sverko）、埃内斯托-斯科普波拉（Ernesto Scoppola）、丹尼尔-杰克逊（Daniel J. Jackson）和马修-哈灵顿（Matthew J. Harrington）于 2023 年 11 月 20 日发表于《美国国家科学院院刊》。

DOI: 10.1073/pnas.2311901120

编译来源：ScitechDaily