想象一下,一只生活在温暖水域的螺,当池塘干涸、烈日炎炎时,它该怎么办?
来自南美的福寿螺(Pomacea canaliculata)就掌握了一项惊人的生存绝技——夏眠。
这不仅帮助它们熬过恶劣环境,更是它们成为全球臭名昭著的入侵物种的关键武器之一。但你知道吗?从“沉睡”中醒来,对它们来说竟是一场充满危险的生理挑战!而它们体内的一种“宝贝”——尿酸,正是化解这场危机的关键。
夏眠:按下暂停键的生存策略
当水源消失,福寿螺不会坐以待毙。
它们会缩回壳内,并用一个像“门”一样的盖子(学名叫厣)紧紧封住壳口(如图A所示)。这扇“门”粘得牢牢的,将螺与干燥炎热的外界隔绝。在这个状态下,它们的代谢活动降到极低,如同进入了深度睡眠(夏眠),耐心等待雨季的回归。这种能力让它们能在其他生物难以生存的环境中存活下来,维持庞大的种群数量,从而在所到之处迅速扩张领地,成为令人头疼的“入侵者”。
觉醒:危险重重的“开机”过程
当久违的雨水终于降临,浸泡了干涸的土地,福寿螺的“苏醒键”也被按下。但这看似美好的“重生”过程,却暗藏杀机:
1. “开门”信号
夏眠的螺接触到水后,第一个动作就是让紧紧粘着的厣(盖子)与壳口分离(如图B所示),这是觉醒开始的标志。
2. “伸展筋骨”
接着,它们会小心翼翼地伸出触角(如图C),然后慢慢展开头部和用于爬行的腹足(如图D)。
3. 恢复活力
很快,它们就能吸附在容器壁或植物上开始爬行(如图E),并迫不及待地寻找食物,比如啃食水生植物(如图F)。这个从接触水到完全恢复活动并进食的过程,有着精确的时间节奏(研究记录了18只螺的这些行为变化)。
觉醒的危机:氧气是把“双刃剑”
夏眠期间,螺体组织处于低氧状态。一旦接触到水,随着呼吸恢复,大量氧气会瞬间涌入这些组织,这个过程叫做组织再氧合。
听起来是好事?但对细胞而言,这如同洪水猛兽!
氧气在生命活动中必不可少,但突然大量涌入的氧气,在代谢过程中容易产生大量高活性的氧自由基。这些“捣蛋分子”会疯狂攻击细胞膜、蛋白质甚至DNA,造成急性氧化应激。这就像铁器暴露在潮湿空气中会快速生锈一样,细胞也会被“氧化生锈”而损伤甚至死亡。如果处理不好,觉醒过程本身就可能对螺造成严重伤害。
福寿螺的“护身符”:尿酸
面对觉醒时的“氧气风暴”,福寿螺早有准备!它们的秘密武器就是储存在体内特殊组织里的尿酸。
· 在大多数动物(包括人类)体内,尿酸是嘌呤代谢的终产物,过高了会引发痛风,通常被视为“废物”。
· 但科学研究发现,尿酸其实是一个强效的抗氧化剂!它能有效中和那些有害的氧自由基,就像一位勇敢的“清道夫”,保护细胞免受氧化损伤。
福寿螺聪明地利用了尿酸的这个特性。在进化过程中,它们发展出了储存尿酸的能力。这些尿酸就像预先准备好的“抗氧化弹药库”,专门用来应对夏眠觉醒这个高风险时刻。当氧气大量涌入、自由基肆虐时,储存的尿酸迅速释放并发挥作用,形成一道抗氧化屏障,最大限度地保护组织细胞免受急性氧化应激的伤害。
福寿螺生存智慧的完美体现 与 针对性治理
福寿螺强大的入侵能力,部分正源于它们精妙的生理适应:
1. “夏眠”让它们能挺过干旱,维持种群。
2. 但”觉醒过程”伴随的急性氧化应激是重大威胁。
3. 它们体内储存的”尿酸”作为”强效抗氧化剂”,成为关键的“护身符”,有效抵御了“氧气风暴”的破坏。
这种利用常见代谢物(尿酸)来解决特定生存挑战(觉醒氧化应激)的策略,展现了生物进化中令人惊叹的智慧。研究清楚这些机制,不仅帮助我们理解福寿螺为何如此“顽强”,也为寻找控制这种入侵生物的新思路提供了可能,比如是否有可能干扰它们的抗氧化系统。
其中,植物源药剂——三年草螺卵净,就能针对性干扰福寿螺的抗氧化系统,接触后使其发生神经性错乱,能抑制其产卵,使其绝育,从而达到福寿螺防控的目的,逐步减少福寿螺直至消亡。
· 用法:在驳岸、植物根茎、木桩等水线上定期均匀喷洒,实现螺卵共治。
· 原理:“螺卵净”中的植物提取液与天然矿物组合使用,能定向灭杀福寿螺,阻断福寿螺产卵通道,同时可抑制福寿卵孵化,切断了福寿螺繁殖链。
螺卵净对鱼类相对安全,水面卵块无需人工铲除,也能避免福寿螺卵孵化。