最近的研究發現了一個關鍵的演化事件，它使入侵貽貝在北美產生了廣泛的影響。這項發現也為開發受貽貝纖維啟發的永續材料鋪平了道路。加拿大和德國的研究人員最近進行的一項研究表明，1200 多萬年前發生的一個不太可能發生的事件在形成加拿大最具破壞性的入侵物種之一方面發揮了重要作用。

一項突破性研究將距今 1200 萬年的基因事件與入侵貽貝的擴散聯繫起來，並激發了基於貽貝纖維的新型可持續材料的開發。 (斑馬貽貝）圖片來源：美國魚類和野生動物管理局

斑馬貽貝和斑驢貽貝屬於Dreissena科，是北美地區廣泛分佈的淡水入侵物種，它們爭奪資源，對當地生態系統造成嚴重威脅。利用一種被稱為”錨”的纖維錨，這些貽貝會造成表面生物污染，並阻礙發電站和水處理廠的進水結構。

新研究調查了這些貽貝黏附在物體表面的方式，可能有助於改進應對生物污損的策略，這個問題僅在加拿大就造成了數百萬的損失。

意想不到的進化啟示

令人驚訝的是，研究人員發現，貽貝作為一個物種具有頑強的生命力是由一個以前未被記錄的事件促成的。哥廷根大學教授、合著者丹尼爾-傑克遜（Daniel Jackson）解釋說：”1200多萬年前，一種細菌將一個基因前體轉移給了一個貽貝，賦予了它們的後代製造這些纖維的能力。鑑於它們在淡水棲息地的貽貝附著過程中發揮的關鍵作用，這一進化過程使得這一貽貝家族在全球範圍內廣泛而有害地擴張。 “

這項研究標誌著在了解入侵貽貝及其附著機制方面取得了重要進展，可以為減輕其在加拿大的環境和經濟影響提供潛在的解決方案。

這項研究也揭示了貽貝纖維如何啟發永續材料的開發。

受貽貝生物學啟發的可持續材料

“這項研究不僅增進了我們對貽貝進化和生物污損的了解，也為新型材料的開發提供了一個令人興奮的機會。從結構上看類似蜘蛛絲的菊苣苔蘚纖維可以啟發未來對堅韌聚合物纖維的開發，為通常用於紡織品和技術塑膠的更耐用、更永續的材料做出貢獻。 “哈林頓說：”我們發現，貽貝纖維的組成部分是大量的盤卷蛋白，這是迄今發現的最大的盤卷蛋白。這些蛋白質在結構上與人類頭髮中的蛋白質相似，在形成過程中透過簡單的拉伸力就能轉化成絲綢狀的β晶體。這種纖維製造方法比蜘蛛絲的形成簡單得多，有可能為生物技術製造可持續纖維提供一條更便捷的途徑–目前這一行業主要由人造蜘蛛絲主導。 “

參考文獻：米里亞姆-西蒙斯（Miriam Simmons）、尼爾斯-霍貝爾特（Nils Horbelt）、塔拉-斯維科（Tara Sverko）、埃內斯托-斯科普波拉（Ernesto Scoppola ）、丹尼爾-傑克森（Daniel J. Jackson）和馬修-哈靈頓（Matthew J. Harrington）於2023 年11 月20 日發表於《美國國家科學院院刊》。

DOI: 10.1073/pnas.2311901120

編譯來源：ScitechDaily