特拉维夫大学的一项新研究发现，埃拉特湾的海绵已经发展出一种独特的方法来赶走捕食者。研究人员发现，海绵中含有前所未有的高毒性矿物钼(Mo)。此外，他们还发现了使海绵能够储存如此高浓度的这种贵金属的细菌，并揭示了这两种生物之间的共生关系。该研究由TAU大学动物学院的博士生Shani Shoham和Micha Ilan教授领导。这篇论文发表在权威杂志《科学进展》上。
两位博士候选人Shani Shoham(右)和Raz Marom(莫斯科)在几次潜水后终于收集到了海绵样本(在袋子里)。
研究人员解释说，海绵是科学上已知的最早的多细胞生物。它们生活在海洋环境中，在地球的碳、氮和硅循环中起着重要作用。海绵每天可以处理和过滤相当于其体重5万倍的海水。有如此大量的水流经它们，它们可以积累各种微量元素，科学家们试图了解它们是如何应对砷和钼等有毒物质的。
海绵隐藏的光芒
博士生Shani Shoham:“20到30年前，我们实验室的研究人员从印度洋桑给巴尔的珊瑚礁中收集了一种名为Theonella conica的稀有海绵样本，发现了高浓度的钼。钼是一种微量元素，对包括人类在内的所有动物细胞的代谢都很重要，在工业上有广泛的应用。在我的研究中，我想测试在埃拉特湾的这种海绵物种中是否也发现了这种高浓度，它生长在27米以上的深度。我找到了海绵，分析了它的成分，发现它所含的钼比地球上任何其他生物都多:每克干重含46,793微克。”
这是在光学显微镜下的样子:钼在细菌内托单胞菌中积累。你可以看到液泡中的蓝色。(图片来源:Shani Shoham)
Shoham补充说:“像所有的微量元素一样，当钼的浓度高于其在水中的溶解度时，钼是有毒的。但我们必须记住，海绵本质上是一团中空的细胞，没有器官或组织。具体来说，在圆锥锥锥虫中，高达40%的身体体积是微生物社会——细菌、病毒和真菌与海绵共生。其中最主要的一种细菌被称为内毒素菌(Entotheonella sp.)，它是一种“排毒器官”，可以在海绵宿主体内积累金属。细菌囤积越来越多的钼，将其从有毒的可溶性状态转化为矿物质。”
热点;英格布林:寻找钼
钼的需求量很大，主要用于合金(例如，高强度钢)。尽管如此，据Shoham说，从海绵中提取它是不切实际的。浓度非常高，但是当转化成重量时，我们只能从每块海绵中得到几克，而海绵本身是相对罕见的。海绵是在海洋农业中种植的，主要用于制药工业，但这是一项相当具有挑战性的努力。海绵是非常脆弱的生物，需要特定的条件。”
Shoham继续说道:“另一方面，未来的研究应该集中在Entotheonellasp的能力上。细菌积聚有毒金属。几年前，我们的实验室发现了高浓度的其他有毒金属，砷(As)和钡(Ba)，在一种被称为Theonella swinhoei的conica近亲中，这种金属在埃拉特湾很常见。在这种情况下，也发现entotheonella在很大程度上负责储存金属并将其转化为矿物质，从而中和它们的毒性。对这种细菌的持续研究可以证明对处理被砷污染的水源是有用的，砷是一种直接影响全世界2亿人健康的严重危害。
Micha Ilan教授。
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