揭開世界上最迷人、最具破壞性的軟體動物的秘密，可能會影響從氣候變遷到公眾健康的方方面面。它們困擾著古希臘的海軍，導致克里斯多福-哥倫布遇難，讓西班牙艦隊沉沒，並引發舊金山灣的碼頭坍塌入海，但直到現在，科學家們也無法準確地確定船蟲–軟體動物的一個家族–是如何造成這種破壞的。由馬薩諸塞大學阿默斯特分校和普利茅斯大學聯合領導的一個研究小組，與來自緬因大學和馬薩諸塞大學陳醫學院的合作者共同發現，生活在被忽視的腸道子器官”typhlosole”中的一群共生微生物，有能力分泌消化木質素（木材中最堅硬的部分）所需的酵素。

新研究發現，船蟲利用其腸道中的共生微生物消化木材，這項發現顛覆了過去的認識，對生物技術和環境建模具有重要意義。貝爾法斯特碼頭樁基的橫切面，上面佈滿了船蟲洞。資料來源：巴里-古德爾

「船蟲是如此重要的動物，」最近發表在《國際生物劣化與生物降解》（International Biodeterioration and Biodegradation）上的這項研究的共同通訊作者魯本-希普韋（Reuben Shipway）說，他在阿默斯特大學（UMass Amherst）從事博士後研究，是這項工作的發起人之一。他是這項研究的發起人，也是麻薩諸塞大學阿默斯特分校博士後獎學金得主之一。 “它們遍布全球海洋，不僅改變了歷史，還是生態系統的工程師，在水生環境的碳循環中發揮著重要作用。令人難以置信的是，我們還沒有充分了解它們是如何做到這一點的” 。

木頭是一種神奇的物質：它柔韌而堅固，其纖維素質地粘稠但營養豐富，卻也可以成為一頓美餐–但這只適用於那些能夠消化木質素並能穿過木質素層的生物，木質素層是一種堅韌的盔甲狀物質，環繞在纖維素周圍。微生物學家很早就知道，那些能夠消化木質素的動物，例如白蟻，它們的內臟中寄生著專門的共生微生物群，為它們分解木質素。 “但是，”主要作者、剛退休的馬薩諸塞大學阿默斯特分校微生物學教授、緬因大學名譽教授巴里-古德爾說，”長期以來，人們一直認為船蟲的消化道幾乎是無菌的”。

船蟲其實是一種軟體動物，遍布世界各大洋。圖片來源：Reuben Shipway

那麼，船蟲是如何做到這一點的呢？

古德爾和希普韋在過去十年的大部分時間裡都在試圖回答這個問題，他們對各種創新假設進行了測試，但沒有一個假設揭開了船蟲的秘密。

古德爾說：”我們決定再次仔細觀察船蟲的腸道，萬一過去一百年的研究人員遺漏了什麼？”

事實上，情況似乎正是如此。原來，船蟲有一個奇特的子器官，叫做typhlosole–“它看起來就像薩爾瓦多-達利倒立的鬍子”，希普韋說，它嵌在軟體動物的消化道中。先前的研究人員認為它是一個混合結構，但是當古德爾和希普韋進行了一些精確的培養工作，然後利用阿貢國家實驗室的元基因組分析設施以及馬薩諸塞大學阿默斯特應用生命科學研究所的先進遺傳探針顯微鏡技術時，他們發現了幾代研究人員所忽略的問題：隱藏的細菌共生體群具有產生木質素消化酶的能力。

Barry Goodell（麻州大學阿默斯特分校）正在觀察佈滿船蟲孔洞的木材。資料來源：巴里-古德爾

潛在應用和環境影響

這項研究不僅有助於解開一個長期存在的謎團，其發現可能具有重要的實際應用價值。生技公司正在尋找能比目前的生物工業流程更有效地消化難消化底物的新酶，而能打開生物質殘留物結構的新酶源對這一領域的發展非常重要。此外，先前的船蟲共生體已被證明是天然產品（如新型抗寄生蟲抗生素）的寶庫，可能會對人類健康產生重大影響。

在氣候變遷方面，此類研究有助於完善預測二氧化碳和其他溫室氣體如何釋放到環境中的模型，特別是考慮到陸​​地上的大量木質碎屑最終會進入海洋，而海洋中的大部分木質碎屑都會通過船蟲的腸道。

最後，其他動物物種，包括其他軟體動物、常見的蚯蚓，甚至青蛙的蝌蚪階段，也擁有一種以前未曾深入研究過的typhlosole。如果能在這些動物體內發現與船蟲類似的共生體，就能改變我們對這些動物如何在世界上生存的認知。古德爾談到這項研究時說：”這令人非常滿意。我們多年來一直試圖破解這個謎團，我們終於發現了船蟲隱藏的細菌共生體秘密”。

編譯來源：ScitechDaily