这种“地狱美食”不仅能吃,还能救人的命?科学家都跟它学!
撰文 | Ziv
审校|Cloud
每年春末夏初,正是藤壶最肥美的时候。潮水退去,露出长满密密麻麻的藤壶的礁石,一眼看去让人忍不住冒出密密麻麻的鸡皮疙瘩。
但是在很多人眼里,它们可是超级鲜美的食物。渔民拿着石头把藤壶敲下来,或者用螺丝刀之类趁手的工具把它们从礁石上撬起来,稍加烹饪就是一道美味。
看经验丰富的人采藤壶会让人误以为这是一项非常轻松的工作,但实际操作起来可没那么容易,因为藤壶会把自己紧紧地粘在礁石上。
哪怕用上了钳子,也没那么容易把藤壶抠下来。丨MicroNet-B1 - YouTube
所有的藤壶都生活在海洋里,其中大部分生长在潮间带或者其他水深不到100米的浅水海域。潮间带就是涨潮的时候会被海水淹没,退潮的时候会露出来的地方。
藤壶是鞘甲纲蔓足亚纲(Cirripedia)动物的通称,其中也包括像鹅颈藤壶(Pollicipes pollicipes)这种虽然也被称为“藤壶”,但实际上它们属于铠茗荷目指茗荷科(Pollicipedidae),而不是藤壶科(Balanidae)的动物。严格地说,藤壶是指无柄目藤壶科的节肢动物。
它们的生命也是从受精卵开始。受精卵孵化后,幼体脱离母体,然后在海水中漂浮几个星期,直到找到合适的附着物。
生长在岸边礁石上的藤壶。丨MichaelMaggs - wikimedia
海岸的礁石、码头的混凝土、船底,这些坚硬的表面都是藤壶理想的栖居之所。在纪录片中,你还经常能看到附着在鲸鱼、海龟身体上的藤壶。如果这些藤壶长在了海洋动物的眼睛、口鼻附近,很可能让对方难以看到东西,或者无法呼吸、无法进食,从而威胁到它们的生命。
藤壶幼体找到适合栖息的表面后,会分泌出一些黏液来把自己粘在上面,这种液体被称为藤壶胶,具有极强的黏合性和防水性。藤壶在生长过程中会经历一次次换壳,长出更大的外壳。每次换壳时,它们都会分泌一些藤壶胶。正是这种胶水把藤壶牢牢地粘在礁石表面,最后变成我们看到的一个个坚固的小圆锥。
每次换壳后,藤壶就会分泌出藤壶胶,把自己跟基底紧紧粘在一起。丨Tiantian Min et al., Materials 2025, 18(3), 502
藤壶胶是自然界中最强力的胶水之一,所以要想把它们从黏附的表面去除非常困难。不过也有些科学家从藤壶胶中获得灵感,开发出能应用于医疗或者水下工业领域的胶水。
藤壶生长的环境通常非常潮湿,而且表面有很多小颗粒的污染物。可想而知,在这样的条件下,大多数胶水或者胶带会失效。这就让藤壶胶引起了科学家的注意。
来自麻省理工学院的一个科研团队的研究方向就是解决如何在人体组织这种潮湿、多变的环境中有效地黏合伤口。科学家Hyunwoo Yuk说:“要封住出血的组织,你不仅要跟潮湿的环境对抗,还要随时应对血液带来的污染。”
Yuk表示,从某种程度上来说血液是一种受到“污染”的液体,因为里面充满了细胞。为了让黏合剂发挥作用,必须把这些细胞推开。他们发现这和藤壶在海水中面临的环境简直一模一样。
藤壶生长的地方不仅很潮湿,表面还有很多小沙粒或其他污染物。丨May Gauthier - Unsplash
藤壶胶的强力秘诀在于它独特的成分和作用方式。在附着到礁石表面之前,藤壶幼体会先释放一种油性液滴,排开表面的水分和污染物,然后利用含有磷蛋白的黏合剂将自己粘在物体表面。Yuk说:“它们实际上是在‘改造’目标基质,为快速、强力的黏合过程做准备。”
2021年,他们的科研团队在《自然-生物医学工程》(Nature biomedical engineering)上发表了一篇文章,介绍他们从藤壶胶中获得灵感开发的一种胶水。
他们利用了之前开发的一种黏性材料(由有机分子、水和壳聚糖混合而成,壳聚糖是一种用于伤口敷料的材料)来模拟藤壶胶中的黏性蛋白,并将这种黏性材料的薄片放到低温研磨机中,研磨成直径只有百万分之一毫米的微粒,再将这些微粒与医用级硅油混合在一起,让它们悬浮其中。这种混合物的外观和触感都很像浑浊的白色牙膏。
这种人造“藤壶胶”由黏合剂颗粒和硅油组成,可以有效排开血液。丨Hyunwoo Yuk
在实验中,科研人员在活体大鼠(麻醉后)的心肌以及肝脏上测试了人造“藤壶胶”的黏合性,发现它的效果非常好,甚至能克服大鼠心脏跳动产生的压力将伤口黏合起来,并在15~30秒内止住出血。
接下来研究人员又在活体猪的肝脏上测试了胶水的效果。由于猪的凝血能力比人强,在实验前科研人员还给实验猪注射了一种血液稀释剂。在几次实验中这种胶水仍然有效。
参与实验的兽医Tiffany Sarrafian表示她从没见过这么好用的医用胶水。她说:“我们只是把这种膏体涂在伤口上,然后数了几秒,再把手拿开,发现止血了,真是太神奇了!”
每年有上百万人因为失血过多死亡,然而传统的止血方式都很难在短时间内有效让伤口闭合。来自不同国家、不同领域的科学家在努力寻找能更快、更有效的材料来治疗创伤,并控制出血量,人造“藤壶胶”或许是一种新的方案。
很需要这种胶水粘住假期之后受伤的心💔
参考资料:
[1] Nie, J., Eom, K., AlGhosain, H. M., Neifert, A., Cherian, A., Gaia Marie Gerbaka, … Lee, J. (2025). Intravitreally Injected Plasmonic Nanorods Activate Bipolar Cells with Patterned Near-Infrared Laser Projection. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.4c14061
[1]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%97%A4%E5%A3%B6%E7%A7%91
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Barnacle#
[3]藤壶:海洋中“最难”摆脱的寄生虫. 光明科普. 2021-08-30
https://kepu.gmw.cn/2021-08/30/content_35122654.htm
[4]https://news.mit.edu/2021/barnacle-glue-wound-seal-0809
[5]Yuk, H., Wu, J., Sarrafian, T.L. et al. Rapid and coagulation-independent haemostatic sealing by a paste inspired by barnacle glue. Nat Biomed Eng 5, 1131–1142 (2021).https://doi.org/10.1038/s41551-021-00769-y
[6]https://www.wired.com/story/this-barnacle-inspired-glue-seals-bleeding-organs-in-seconds/