通过研究在南极深海中生活的单细胞动物——有孔虫,美国科学家找到了开发防水生物黏合剂的有效方法,这一新发现将会对人类神经科学以及人造假肢领域产生重要影响。
近20年来,美国纽约州卫生署科学家萨姆·博斯尔不断潜入寒冷的南极洲麦克默多海峡水域,在这片有机体异常丰富的水域中寻找有孔虫类单细胞动物。海洋中存在着大量的有孔虫,它们像一个个“碳接收器”一样,通过不断吸收海水中的碳,形成其自身的碳酸钙壳。科学家们非常想了解是否可以利用有孔虫的这种特性,来平衡大气中如二氧化碳、甲烷等导致温室效应的气体。
博斯尔的主要研究目标是,尽可能地了解所有基本的有孔虫,了解它们的生活环境、生命周期、生殖结构、饮食习惯以及有机体的进化过程。他还有兴趣研究并了解有孔虫是如何使用高效的水下黏合剂从砂石中吸取物质,形成自身微小却复杂的外壳。在美国国家科学基金会的资助下,博斯尔参与了美国南极洲项目,致力于解开这些基本疑问。如果科学家可以揭开天然高分子胶粘剂中的化学性质之谜,那么他们将可以研发一种强力的生物胶粘剂。然而,博斯尔发现,有孔虫体内的神秘黏合剂物质比想像中复杂得多。这种黏合剂的基本成分似乎是蛋白质,上面覆盖着厚厚的黏性碳水化合物。有孔虫的细胞可以向膜状袋中分泌一些不同于细胞器官的成分,然后将这种合成物拉进黏稠的纤维中。
博斯尔表示,目前的困难在于如何将这种物质分解开来用于分析,他已经使用过多种感光分析工具,但结果却非常不理想。最近,他已将注意力转向一个更深的研究层次,即研究这种黏合物质的进化。目前,令他惊喜的一个发现是,早期进化的有孔虫也会分泌一些黏合剂。博斯尔还了解到,在原始有孔虫中会同时出现简单和复杂的粘合剂,这些黏合剂中并不存在着从简单到复杂的结构性进化。
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