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那么,牡蛎到底是如何获得如此强大的抗逆性能的呢?
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复杂的基因
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牡蛎极强的环境适应能力得归功于基因。虽然是一种小型动物,但牡蛎基因组的复杂程度远超我们的想象。
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科学家们测序了牡蛎的基因组序列,发现其虽然只有约500Mb大小,但杂合程度特别高,不同品种之间的基因组差异都大得宛如两个物种的基因组差异。这让全部测序分析工作花了整整4年才完成,差不多从北京奥运会时开始,到伦敦奥运会时才结束。研究结果发现,牡蛎基因组的变异频率比一般物种高得多,更是人类等哺乳动物的10倍以上。
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基因组复杂化能带来更多的基因可能性,适应环境的严酷筛选。与适应力相关的基因就是牡蛎基因组重要的组成部分。牡蛎的热休克蛋白70基因(Hsp70 )的数目高达88个,是海葵等其他物种的近5倍。有了这个蛋白,即使潮间带温度高达49℃,牡蛎依然可以岿然不动,气定神闲。
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不仅如此,牡蛎体内还有数目高达48个的凋亡抑制因子[1] ,约是海葵等其他物种的9倍。哪怕离开了水,或者长时间暴露在空气中,牡蛎也不惧怕细胞凋亡,这就确保了它在海水时涨时落的潮间带也能蓬勃生长。
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事实上,牡蛎拥有数以千计用来抵抗逆境的基因。在60多种不同的逆境应激下,牡蛎有5800多个基因会发生明显的表达变化。此外,这些抗性基因还在基因组中存在多个拷贝,让牡蛎在应对复杂多变的潮间带时游刃有余,甚至有学者誉之“潮起潮落中的海礁之王”。
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如此非凡的基因组,也是通过非常手段得来的。
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多数物种的性别较为固定,但牡蛎的性别却具备极高的可塑性。定义一只牡蛎的性别并不容易——牡蛎不仅有雌雄异体,更有雌雄同体,甚至气候和水温变化时,牡蛎还可以改变基因表达,转换自己的性别。
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复杂的性别状态让牡蛎拥有多种多样的繁殖方式。如果是雌雄同体,牡蛎就在自己体内完成受精,一次产卵不用多,10粒左右便足够,幼体在母体内发育成熟后就自动脱离,开始独立生活。而如果是雌雄异体的话,雌、雄牡蛎就得把卵子和精子分别释放到海水中进行体外受精,每次就得产生几千万甚至上亿个卵子,如此才能应付天敌的围追堵截,保证一定数量的幼体存活。
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生殖方式梅花间竹,代代交错,难以索解的基因组应运而生。如果要让牡蛎基因变纯合,办法是让它们自交几代,降低杂合的程度。然而,即便杂合程度已经降到很低,牡蛎体内不少位置还是能拼装出两套基因组,就像一副躯体里住了两只牡蛎。
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多能的身体
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除了是餐桌上的珍馐美味外,牡蛎凭借极强大的基因组,在多个领域发挥着功用。
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牡蛎对不良环境的极高抗性让它能够在污染严重的水体里生存,因此,牡蛎可以用于海水净化。牡蛎进食靠鳃滤,一进一出之间,海水便在牡蛎体内过滤了一遍,完成了一次净化。一只牡蛎一天能过滤200升左右的海水,若在礁群上养6亩牡蛎,每天过滤1亿升海水不在话下。当然,过滤了脏水的牡蛎,脏物往往富集在体内,已经不适于食用,毕竟,重金属口味的牡蛎可是谁都不想品尝的。
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不仅如此,在中国桥梁建筑史中,牡蛎也曾留下光辉的印记。
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福建泉州,人所共知的著名港口。泉州洛阳江水面宽,水流急,风潮不断,过河之人多坠水失踪。为了解决交通难题,古代泉州人有了在洛阳江上架起桥梁以方便两岸交通的想法。
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桥梁要在如此险恶之境屹立不倒,桥墩须格外坚固。然而在湍流中施工并非易事。面对激流,古人独辟蹊径,在桥墩上养起了牡蛎。其他生物难以生存的激流难不倒具有超强固定能力的牡蛎,它们牢牢地附着在桥墩上,成为桥墩的加固剂,让洛阳桥屹立千年。
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牡蛎能附着在海边的一切固定物体上
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新的研究显示,牡蛎壳中存在至少259种蛋白质,成分比之前预想的要复杂得多,这些蛋白质参与了贝壳基质框架的构建和修饰。牡蛎壳的形成不光靠外套膜分泌的丝蛋白,血淋巴细胞和外来体蛋白也很可能参与了框架构建。有了坚硬外壳的保护,牡蛎繁殖迅速,无数牡蛎壳组成的保护层的厚度与密度也与日俱增,洛阳桥桥墩结实厚重,还具备自我修复能力,不惧洪水侵蚀。直到今日,洛阳桥依然沟通着两岸,被誉为中国四大名桥之一。
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牡蛎的意义似乎已经超越了食物属性本身。它的内在功能和含义也像自己的基因组一样,变得越来越复杂了。管他潮起潮落,我自岿然不动,这何尝不是征服了全世界的王者风范呢?
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参考资料
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1. 吴建民,施燕华.在法国的外交生涯[M].上海:上海三联书店,2006.
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