2015年,威尔士国家博物馆购入了一对特殊的“蜗牛”标本,其旗下7个博物馆的馆长们均收到一则消息:浸泡这对蜗牛的防腐液中一定不能加水,否则它们就会生锈。这便是鳞足螺,深海热液区的生存奇迹:身披防弹级铁甲,靠体内细菌供能,硬抗几亿年演化压力。可这位深海“硬汉”正遭深海采矿威胁,难道要因人类活动就此灭绝?
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深海里的“怪咖”
我们先来认识一下这位深海里的“怪咖”。它的学名叫鳞角腹足蜗牛,但大家更喜欢叫它“鳞足螺”或者“深海穿山甲”。
早在2001年,科学家在印度洋两千多米深的海底第一次撞见这家伙时,都很惊讶。普通的蜗牛,腹足都是软趴趴、黏糊糊的,但它不一样,它的脚上密密麻麻覆盖着数百片黑色的“鳞片”。这些鳞片硬得像盔甲,敲起来甚至有金属的质感。
更离谱的是,这些鳞片和它的外壳,成分里居然含有硫化铁——也就是黄铁矿和硫复铁矿。这是目前地球上已知的、唯一一种能把铁元素整合进自己骨骼里的多细胞生物。
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这身装备可不是为了耍帅,而是为了在“地狱”里活下去。它们生活的地方叫海底热液喷口,比如印度洋的“龙旂”喷口区。那里的环境简直不是碳基生物该待的地方:水压极大,四周一片漆黑,喷口喷出的热液温度高达400摄氏度,足以融化铅,而且水里充满了硫化氢这种剧毒物质,还有各种重金属。
换做别的生物,在这种地方早就变成“海鲜汤”了。但鳞足螺不仅活下来了,还活得挺滋润。它们利用环境里丰富的铁离子和硫化物,给自己镀上了一层铁甲。
这层铁甲不仅能防身,还能隔离热液里的毒素。
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而在另一个叫“Solitaire”的喷口区,因为那里铁离子少,鳞足螺就变成了白色的“裸妆版”。这也说明,这身铁甲其实是它们适应环境的产物,是老天爷赏饭吃。
叠满生存Buff
如果光是长得硬,那还不足以让它封神。鳞足螺最让人看不懂的操作是——它从来不吃饭。
你没看错,这种长到硬币大小的蜗牛,从出生到死亡,嘴巴基本就是个摆设。它的消化系统已经退化得只剩下不到正常蜗牛的10%,根本不具备消化食物的能力。那它靠什么活?
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在它的身体里,有一个巨大的食管腺,体积是普通蜗牛的1000倍。这个腺体里住着无数的硫氧化细菌。这是一种完美的共生关系:鳞足螺负责在热液喷口附近溜达,吸收水里的硫化氢和氧气,通过血管输送给体内的细菌;细菌则利用这些化学物质进行化能合成作用,制造有机物喂饱蜗牛。
说白了,鳞足螺就是一座行走的“细菌农场”,它自己就是农场主,细菌是它的佃户,也是它的口粮。
为了维持这座“农场”的运转,鳞足螺进化出了一套极其夸张的生理系统。我们都知道,深海热液区虽然有化学能,但氧气非常稀缺。为了给体内的细菌供氧,鳞足螺长了一个硕大无比的鳃,占了身体体积的15.5%。
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更吓人的是它的心脏。普通动物的心脏占身体比例很小,人类的心脏大概只占体重的1.3%左右,而鳞足螺的心脏居然占到了身体体积的4%!这颗强力心脏唯一的任务,就是把富含氧气的血液源源不断地泵给食管腺里的细菌。
除了内部构造硬核,它的外壳防御力也是点满的。美国军方曾经对这种蜗牛产生过浓厚兴趣,因为他们发现鳞足螺的壳是复合材料大师级的作品:最外层是铁硫化物颗粒(防刮擦),中间层是厚实的有机层(像海绵一样吸能缓冲),最内层是钙化的碳酸盐(提供刚性支撑)。
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这种三明治结构让它坚不可摧。有实验显示,普通的瑞士军刀只能在它壳上留下一道浅浅的划痕,甚至有传言说它能抵御子弹的冲击。虽然“防弹”这个说法可能有点夸张,但它的外壳结构确实给现代装甲设计提供了绝佳的灵感。
基因里的秘密
看到这儿,你可能会想,它是不是什么辐射变异出来的怪物?
其实还真不是。香港科技大学的钱培元教授团队在2020年和后续的研究中,把鳞足螺的基因组扒了个底朝天。结果发现,鳞足螺并没有进化出什么惊天动地的新基因。它的基因组里,大部分基因都是“老古董”。
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研究发现,鳞足螺用来制造铁甲和维持共生的基因,其实在5.4亿年前的寒武纪甚至更早的埃迪卡拉纪就已经存在了。这些基因广泛存在于贝类、章鱼等软体动物的祖先身上。
它通过改变基因的表达方式,把那些沉睡的古老基因重新唤醒,并把它们的功能发挥到了极致。
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比如,它体内有一个叫DMBT1的基因,在其他软体动物身上可能只有一两个拷贝,但在鳞足螺身上,这个基因被复制了65次!这个基因主要负责控制蛋白质和几丁质的结合,正是因为有了这么多拷贝,它才能长出那层特殊的骨片铠甲。
这也解释了为什么它看起来像穿越回来的生物。在5亿年前的海洋里,捕食者开始大量出现,为了保命,软体动物们开始疯狂尝试各种“加甲”方案。
鳞足螺的这套铁甲方案,很可能就是那个古老年代遗留下来的生存智慧。它不是怪胎,它是演化史上的活化石,是生命在极端环境下“穷则思变”的终极样本。
躲过了天敌,却躲不过人类的挖掘机
拥有了铁甲防御,搞定了食物来源,适应了高温高压,鳞足螺本以为自己已经无敌了。在深海那个与世隔绝的角落里,它们安安静静地生活了几千万年。
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但是,悲剧还是来了。2019年,世界自然保护联盟(IUCN)更新了濒危物种红色名录,鳞足螺赫然在列。它是世界上第一种因为深海采矿威胁而被列为濒危的深海物种。
这听起来很讽刺。连子弹都可能打不透的铁甲,连400度高温都煮不熟的身体,为什么会濒临灭绝?
鳞足螺赖以生存的热液喷口,喷出的不仅仅是热水,还有大量的多金属硫化物。这些硫化物沉淀下来,形成了巨大的矿床,里面富含金、银、铜、锌等贵重金属。对于急需资源的现代工业社会来说,这简直就是海底的金山银山。
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目前,鳞足螺已知的栖息地只有印度洋的三个热液喷口区(龙旂、卡雷、Solitaire),这三个地方加起来的面积有多大?不到0.02平方公里。也就是大概两个标准操场那么大。
这就意味着,只要人类的深海采矿车往这几个点一开,这铲子下去,可能就把这个物种几千万年的家园连锅端了。它们跑都没地方跑,因为离开了热液喷口,离开了特定的温度和化学环境,它们体内的细菌会死,它们自己也会饿死。
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现在,国际海底管理局虽然在制定相关法规,但针对印度洋深海热液区的探矿许可已经发放下去了。对于鳞足螺来说,灭顶之灾可能就在明天。
我们常说要敬畏自然,但往往在利益面前,敬畏显得那么苍白。鳞足螺用身体记录了地球几亿年的地质变迁,展示了生命在极限状态下的无限可能。
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