
圖片來源:Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa via YouTube
不僅不被吃掉,還可能把捕食者反殺,它究竟是怎么做到的?
撰文 | 栗子
審校 | 二七
新西蘭大堡礁島附近的大海深處,一條鯊魚慢慢靠近它選中的獵物——那是一只形似鰻魚的生物,但沒有眼睛,似乎對兇猛的捕食者毫無防備。鯊魚游到合適的位置,抓準時機一口咬了下去。
假如咬到的是尋常獵物,鯊魚或許已經迎來了美好的用餐時間。但很顯然,它咬住獵物之后立刻就松了口,好像身體不適,搖著頭往遠處游去。此時," 燙嘴 " 的獵物也重獲自由。
這種動物叫做盲鰻(Myxinidae),名字里有個 " 鰻 " 字,但并不是鰻魚。它最特別的技能,大概就是遭遇襲擊的時候,可以在 0.4 秒內釋放出大量黏液,充滿捕食者的嘴和鰓,讓對方難以呼吸。這樣一來,鯊魚就算再舍不得,也只能把獵物放生。
沒找到食物倒也罷了,鯊魚還可能因為窒息而丟掉性命。捕食盲鰻或許是它一生中最錯誤的決定,但后悔也來不及了。不光是鯊魚,許多企圖吃掉盲鰻的魚類都無法得逞,它們用鰓呼吸,就有被黏液窒息的風險。

圖片來源:Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa via YouTube
畢竟,盲鰻不用半秒,就能讓黏液擴張到原本體積的上萬倍。不少科學家想要知道,這極富殺傷力的黏液攻擊究竟是怎樣實現的。后來,研究者們漸漸發現,觸發攻擊的并不是盲鰻自己,而是周圍的水。
不要攪動那里的水
一只盲鰻身上,大約有 100 個黏液腺(slime gland)負責釋放黏液。起初,它們分泌的黏液可能不到 5 毫升,連小小的一個茶匙都盛不滿。但在受到攻擊的 0.4 秒過后,幾毫升的黏液就可以變成滿滿一桶史萊姆,比原來的體積擴大了約 10000 倍。
2017 年,一輛卡車載著 13 箱共數千只盲鰻,在美國俄勒岡州的高速公路上發生了事故。有新聞報道說,當時卡車司機為避開施工區而猛踩剎車,結果一箱盲鰻飛出,撞上了對向駛來的一輛小轎車,又導致 4 輛車相撞,一位司機輕傷(和大部分盲鰻死亡)。許多盲鰻和黏液灑在路上,隨后的幾小時交通狀況一片混亂,相關部門不得不用推土機和高壓水槍來清理現場。

被盲鰻襲擊的汽車(圖片來源:Oregon State Police)
當生存遇到壓力時,盲鰻會產生大量的黏液,人們對這個現象可能并不陌生。不過對盲鰻來說," 壓力 " 究竟是指怎樣一種狀況,又為什么能讓黏液急劇擴張?
回答這個問題之前,我們先要知道盲鰻制造的是怎樣的黏液。這種可以迅速變大一萬倍來打擊敵人的黏液中,除了水和黏液素等常規成分之外,還有一種十分關鍵的要素——纖維。

端絲細胞制造的線團(圖片來源:Winegard et al, 2014)
這些纖維是由盲鰻黏液腺里的端絲細胞(gland thread cell)制造的,又細又長。平時,這些細絲成捆存在,就像一團一團精心纏好的紗線。而一旦盲鰻被捕食者攻擊,或者感覺到周遭的威脅,線團會在毫秒級的時間里解散開來。當然,無事發生的時候,線團們也會悄悄地松動,只是速度要慢許多。
線團飛速崩解的過程,很可能就是盲鰻黏液猛然擴張的秘訣。那么,當盲鰻遇險時,應該是出現了某種形式的外力,把不計其數的線團拉開,幫助史萊姆瞬間變大。
威斯康星大學麥迪遜分校的數學教授讓 - 呂克 · 蒂弗(Jean-Luc Thiffeault)說,曾經有科學家試過把盲鰻的線團放進鹽水里,在沒有外力的情況下,等一個線團松開需要數小時。但當人們開始在水里不停地攪拌,線團松動的進程明顯加快了。
蒂弗教授相信,就是這波攪拌操作觸發了盲鰻的技能,但還要用數學模型來驗證——看水中涌起波瀾時,線團受到的力是否足以讓它立刻解捆,換句話說,如果僅靠這一種原理,盲鰻能否在短時間內釋放出巨大的史萊姆。
但在開始建模之前,蒂弗教授的兩位研究伙伴,伊利諾伊大學香檳分校(UIUC)機械工程系的蘭迪 · 埃沃爾特(Randy Ewoldt)教授和他的學生高拉夫 · 喬杜里(Gaurav Chaudhary),要用顯微鏡觀察一個線團解捆的過程。在此基礎上搭建數學模型,可能會更得心應手。
兩股力量的拉扯
通常來說,哪怕一卷纖維纏繞得再緊密再有序,它也會有個散漫的線頭。只要用力拉動線頭,就很容易破壞線團。
于是,喬杜里和埃沃爾特做了一項小實驗。他們從大西洋盲鰻身上取下一個線團,并(利用線團和底物之間微弱的作用力)把它固定在一處。然后,科學家用一根注射器的尖端,黏住線團末端松散的線頭。當注射器朝遠方移動,線頭會跟著它走,隨之拽出更多的纖維,讓線團逐漸散開。


線團解開的過程(圖片來源:原論文)
一開始飄在外面的那一小段纖維,和被它解放出來的下一段纖維,就是科學家建模時關注的焦點。蒂弗教授說,這跟膠帶差不多:我們用膠帶的時候,得先找到它的末端在哪,然后用指甲摳開,但如果膠帶末端已經 " 放飛自我 ",就可以直接開撕了。

藍為最初在外面自由活動的一段線,紅為被扯出的一段線(圖片來源:原論文)
纖維作為盲鰻黏液的一部分,被黏乎乎的流體圍繞著。當周遭的水被攪亂的時候,那些黏性流體會給在外游蕩的線頭提供拉力,從線團里扯出更多的纖維,就像我們手撕膠帶一樣。與此同時,正在瓦解的線團也會制造阻力,阻撓纖維離開自己。
那么,這兩股力量一定要足夠懸殊,才能讓線團順利解散,釋放出巨大的史萊姆。科學家說,兩股力的比值要達到一個臨界點。他們根據數學模型得出的結論是,當盲鰻在平靜的水里自由活動時,這個臨界點很難達到;想觸發爆炸性的黏液技能,還是需要盲鰻被什么東西困住,比如有鯊魚咬它一口(或者遇上車禍)。
不過,蒂弗教授大概也意識到,盲鰻未必懂得計算力的大小。他還補充了幾句:" 生物學不用那么精確的。實際情況會很混亂,可能一個線頭被抓住又跑了又被抓。不過,只要足夠多的線團都發生這樣的事情,大史萊姆基本上就有了。"
看到這里,機智的你或許會產生疑問:迅速變大的黏液如此好用,盲鰻自己就不會被傷害嗎?
給身體打個結就好
盲鰻的黏液,是極度柔軟的材料,就連果凍的硬度都比它高出 10000-100000 倍。它的主要成分是水,假如人類只用肉眼觀察,未必能看出水里有史萊姆,有時要把手伸進去再撈上來,才發現拎起了一大片像鼻涕一樣的東西。

圖片來源:University of Manchester Media Relations via YouTube
這樣的黏液,很適合鉆進各種狹小的孔隙,堵住一些魚類的鰓自然也不在話下。問題就在于,打擊敵人的同時,盲鰻自己要如何從大型史萊姆的魔掌之中全身而退?
答案很巧妙:它們利用自己靈活的帶狀身軀打一個結,再從中絲滑地穿過,如此便可輕松脫身,避免落得窒息的窘境。

圖片來源:Böni et al, 2016
2016 年,一組來自瑞士的科學家研究了其中的原理。盲鰻的黏液是非牛頓流體,流動性(或黏性)會隨著受力的不同而改變,有時會更像固體,有時會更像液體。如果受到拉伸的力,盲鰻黏液的黏性會增強;而如果受到剪切力,黏液的各層流動的速度不一,黏性就會下降。
盲鰻給身體打結,就是在剪切黏液,降低它的黏性,給自己制造逃脫的機會。

圖片來源:Böni et al, 2016
不過,就算能擺脫黏液的控制,被鯊魚咬過一口的盲鰻還能活下來嗎?事實證明它可以,而科學家認為它們得以幸存的關鍵在于,盲鰻的身體非常松散,就像穿了一件很大的睡衣,里面空間充足,皮膚與肌肉的連接也很少。如果被鯊魚咬了某一處,它只要搬到 " 大睡衣 " 里的其余空間,就又能繼續生存了。
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