科技日报记者 宋迎迎
9月12日，记者从中国科学院海洋研究所获悉，该所科研团队在国际上首次揭示了深海热液动物贺氏拟阿尔文虫“以毒攻毒”的独特适应机制，不仅为理解动物的适应性演化提供了新视角，也为生物矿化研究和环境毒理学开辟了新方向。相关研究成果在国际学术期刊《公共科学图书馆-生物学》发表，并被《科学》《自然》杂志报道。
大洋板块交界处，岩浆加热的高温海水携带着高浓度的硫化氢、重金属等有毒物质，从海底裂隙中喷涌而出，形成独特的深海热液生态系统。阿尔文虫却能在这种极端环境中繁衍生息并形成高密度群落。
依托“科学”号科考船深海热液科考航次，科研团队深入研究了冲绳海槽热液区阿尔文科贺氏拟阿尔文虫。研究人员发现，该物种具有诸多独特特征，它们呈现出罕见的亮黄色体色，其表皮细胞中分布的大量黄色颗粒是其体色来源。此外，该物种体内富集了大量无机砷，部分个体中砷含量竟高达体重的1%，但它们却能在超高浓度砷环境下安然无恙。
进一步研究发现，贺氏拟阿尔文虫表皮细胞内的黄色颗粒主要由砷和硫构成，与标准的三硫化二砷（雌黄矿）完全一致。研究团队结合全基因组测序与蛋白质组学发现，这些颗粒中显著富集了多药耐药转运蛋白与血红蛋白，前者是高度保守的砷转运与解毒蛋白，后者则负责结合和运输硫化氢。
基于以上研究结果，研究团队首次提出贺氏拟阿尔文虫演化出一种独特的“以毒攻毒”的砷-硫化氢偶联解毒机制。贺氏拟阿尔文虫通过摄食含高浓度砷的生物膜获取砷化物，这些砷在多药耐药转运蛋白的作用下，被转运并富集到头冠、表皮、鳃丝和消化道等组织的上皮细胞内。同时，硫化氢通过血红蛋白被输送至这些解毒细胞。最终，两种剧毒物质在细胞器内结合，形成不溶性的三硫化二砷矿物，从而被“锁定”并实现解毒。
哈佛大学进化生物学家Peter Girguis评价说：“这是首次在动物细胞内发现砷化物矿物。这一发现提醒我们，生命演化出解决环境难题的方式仍远超我们的想象。”
（研究团队供图）
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