海绵

宽吻海豚利用无脊椎动物进行自我治疗

发布时间:2022/6/3 14:53:59   
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在鲸豚类动物中,对物体的摩擦行为只在少数几类的齿鲸亚目动物中观察到,例如虎鲸(Orcinusorca)和白鲸(Delphinapterusleucas)。在年5月发表的一篇文章中,研究人员第一次发现分布在埃及北部红海的东方宽吻海豚(Tursiopsaduncus)会选择性地在三种不同的海洋无脊椎动物上反复摩擦自己的身体:一种柳珊瑚(Rumphellaaggregata聚裂丛柳珊瑚),一种皮革珊瑚(Sarcophytonsp.肉芝软珊瑚属)和一种海绵(Irciniasp.羊海绵属)。而且由于珊瑚和海绵的纹理和硬度不同,它们会据此对身体部位进行不同程度的摩擦。

视频1-海豚在柳珊瑚上滑动摩擦

一群宽吻海豚在柳珊瑚上轮流摩擦自己的身体(视频1)。随后柳珊瑚的水螅体开始释放黏液并闭合,同时黏液会粘到海豚的皮肤上。由于珊瑚表面会在摩擦后变硬变粗糙,使得海豚的皮肤伤口吸收黏液的效率会更高。

比起软的柳珊瑚,皮革珊瑚和海绵在纹理上更致密更硬。因此海豚会更有力地摩擦特定的身体部位。例如,海豚会对腹侧,两侧或背侧进行摩擦,它们的头部和尾部也经常触碰皮革珊瑚和海绵。而且海豚会更强烈地用头去蹭海绵并打转(见视频2)。

视频2–海豚在海绵上的摩擦行为

此外,一些海豚会捡起在地上的皮革珊瑚并夹在嘴里摇动,让代谢产物产生肉眼可见的释放并扩散至全身(见视频3)。

视频3-海豚用嘴夹着一块皮革珊瑚并不断地摆动。

研究人员猜测反复摩擦行为是东方宽吻海豚利用无脊椎动物身上的一些具有生物活性的代谢分子进行自我治疗。之前的一些研究表明,柳珊瑚会产生抗微生物和具有细胞毒性的次级代谢产物,同时羊海绵和皮革珊瑚含有一些具有生物活性的代谢分子。因此,研究人员猜测海豚是利用这些次级代谢物来预防或治疗的皮肤疾病(细菌或病毒感染),来维持皮肤表面的稳态。

图1-海豚选择性地在三种海洋无脊椎生物上进行摩擦。A)柳珊瑚Rumphellaaggregata;B)皮革珊瑚Sarcophytonsp.;C)海绵Irciniasp.;D)水下拍照记录样品(以皮革珊瑚为例),采集过程和地点。

为了验证此猜想,研究人员在水下对三种无脊椎动物在不同地点分别取了10个样本(取样尽可能的小以避免影响珊瑚的生态),这些样品所在的珊瑚或海绵都是海豚日常光顾的对象(如图1)。通过高性能薄层色谱法(HPTLC),研究人员可以得到样品提取物中各组分对不同细菌的抗菌效果,形成明暗不同的条带(如图2)。

图2–革兰氏阴性和革兰氏阳性菌的抗菌成分效果。A)柳珊瑚样品;B)皮革珊瑚样品;C)海绵样品。横向三组分别为:1)利用甲醇提取样品、革兰氏阴性菌-费氏弧菌(Aliivibriofischeri)检测的HPTLC结果;2)利用正己烷提取样品、费氏弧菌(Aliivibriofischeri)检测的HPTLC结果;3)利用甲醇提取样品、革兰氏阳性菌-枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)检测的HPTLC结果。

对于HPTLC的工作流程,可以通过以下视频简单了解(更多的细节和原理,请见原文)。

视频4–高性能薄层色谱法的工作流程。大致描述:对样品提取物的各组分进行色谱分离—通过压电装置均匀喷洒细菌菌液—进行生物反应—荧光检测。

最终,研究人员通过LCMS分析得到了17种具有抗菌等不同活性的代谢分子,其中包含一些已知功能的代谢分子(例如isosarcophytoxide,sarcophytolB以及asciculatin/variabilin/palinurin和sarcophine/sarcophytolide/sarcophytolideB/sarcophytolideC的异构体)和一些功能未知的代谢分子。综上,这项研究探究了海豚的选择性摩擦行为和生物活性物质之间的关系,并为该行为提供了一种可能的解释——海豚利用无脊椎动物的抗菌活性分子对皮肤疾病进行预防或治疗。在未来,研究人员希望进一步探究无脊椎动物和海豚皮肤疾病的潜在对应关系,并以此拓宽我们对动物自我治疗这一领域(Zoopharmacognosy动物生药学)的认识。

参考文献

[1]GertrudE.Morlock,et.al.,EvidencethatIndo-Pacificbottlenosedolphinsself-medicatewithinvertebratesincoralreefs,iScience,().

注:本文的图片、视频以及内容均编译自[1]。

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