吉林
人们谈论"神奇丝绸"，脑子里第一个蹦出来的，几乎永远是蜘蛛丝。
强度是钢铁的五倍、重量极轻、可生物降解……蜘蛛丝的名气早已传遍科学界。但它有一个致命短板：极难人工合成。蜘蛛有领地攻击性，无法像蚕一样被规模化养殖，实验室里复制蜘蛛丝的尝试耗时耗力，成果却十分有限。
就在研究者们为此苦苦钻研之际，一种几乎被完全忽视的材料，正悄悄等待被重新发现。它来自蜜蜂。
四分之三的蜜蜂都会吐丝，你知道吗
大多数人根本不知道蜜蜂会产丝。
蓝果园蜂（Osmia lignaria）的三个茧。（deepspacedave/iStock/Getty Images Plus）
美国犹他州立大学分子生物学家奥兰·沃瑟曼直接点出了这个认知盲区："丝的生产在自然界中比大多数人意识到的要普遍得多。"在昆虫世界里，丝的进化至少经历了23次独立起源，蚂蚁、蜜蜂和黄蜂都在其中。
更令人惊讶的是规模：全球大约75%的蜂类物种属于独居蜂，而这些独居蜂几乎都会吐丝筑茧，用来抵御环境压力和天敌入侵。社会性蜜蜂和熊蜂则用丝来衬砌蜂巢中的育雏室。
蜂丝不是新发现，过去二十年已有研究零星涉及，但真正系统性地开发其潜力，直到最近才提上议程。沃瑟曼团队的研究重点是蓝果园蜂（Osmia lignaria），这是一种体型小巧、在果园中承担重要授粉任务的独居蜂。它结出的茧细长棕色，一端带有独特的乳头状帽，外表低调，内在却颇为厉害。
幼虫和 木虱 茧的不同发育阶段。（Wasserman 等人，PLOS One，2025）
这种茧需要同时满足几个几乎相互矛盾的要求：透气，以便幼虫呼吸；防水，以维持茧内湿度；柔韧，以承受物理冲击；还要足够坚硬，能够抵御寄生蜂的刺穿攻击。寄生蜂会循着化学信号找到蜂茧，试图用针状附肢刺穿茧壁，将卵产入正在发育的幼虫体内。对幼虫而言，这层丝茧是唯一的防线。
能同时兼顾透气性、抗菌性、柔韧性和抗穿刺性的材料，在人工合成领域极为稀缺，而蜜蜂几千年前就已解决了这个工程难题。
从幼虫口中取丝，再用微生物"打印"出来
有了优异的材料特性，下一步是找到可规模化的生产方法。
该团队目前已开始采用穿刺测量测试方案。（Wasserman 等人，STAR 协议， 2025）
沃瑟曼团队面临的第一个挑战，是如何在不破坏茧结构的前提下，获得可供测量的单根蚕丝。直接拆解茧体费时费力，断丝率极高，数据质量也难以保证。于是团队决定回溯到源头，在幼虫刚开始吐丝的那一刻直接介入。
他们用3D打印技术制作了模拟天然巢穴结构的饲养系统，在其中实际养育蜜蜂幼虫，并对每只幼虫进行每日监测。一旦幼虫开始吐出第一根松散的丝线，研究人员就立即介入，将丝纤维分离出来安装固定，用于后续力学测试。
沃瑟曼特别强调了一个令人欣喜的细节："该方案最有前景的方面之一，是幼虫在取丝后会继续完成结茧，说明这套方法对幼虫的干扰极小。"
拿到真实样本并完成特性表征之后，团队更进一步。他们利用分子生物学手段，将蜂丝蛋白基因插入经过改造的微生物中，让这些微生物在实验室中批量合成丝素蛋白，再经过纯化处理，制成透明的自支撑薄膜。
美国军方也在研究盲鳗黏液的特性。（罗恩·纽瑟姆/美国海军）
这是人类历史上第一次以这种方式合成独居蜂丝蛋白并将其制成实体材料。虽然距离真正的工业应用还有距离，但它打开了一扇此前完全关闭的门。
更大胆的实验也正在进行中。沃瑟曼的团队正在尝试将蜂丝蛋白与另一种冷门生物材料混合：盲鳗黏液。
盲鳗是一种古老的无颌深海鱼类，遇到威胁时会释放出大量黏稠分泌物，这种物质在海水中迅速膨胀，能堵塞攻击者的鳃。黏液中含有极细的蛋白质丝，经拉伸和干燥处理后，其机械性能接近蜘蛛丝，美国海军也曾对其防弹和减速特性展开研究。
蜂丝蛋白与盲鳗丝蛋白在分子结构上高度相似，这使二者的混合在理论上具有可行性，有望集合两种材料各自的优势，制备出性能更均衡的新型生物材料。
沃瑟曼坦言，这个领域长期以来过于集中在蚕和蜘蛛两个物种上，"从更广泛的昆虫视角来看，丝的种类非常繁多，许多物种的丝在成分和机械性能上各不相同，令人惊讶的是，许多方面至今仍缺乏系统研究"。
在全球都在寻找轻便、坚韧且可生物降解替代材料的当下，蜂丝的故事，或许才刚刚开始。
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