海螺触角暗藏“化学雷达”？科学家发现其嗅觉受体的捕食策略

这项研究揭示了海螺（特别是肉食性海螺）利用其高度灵敏的嗅觉系统进行捕食的惊人策略，其触角上的嗅觉受体确实像一种精密的“化学雷达”。以下是核心发现和解释：

“化学雷达”的物理基础：嗅觉受体

• 海螺的触角（尤其是前端的嗅角或触角末端）表面密布着嗅觉受体细胞。这些受体是特殊的蛋白质，能够特异性识别并结合溶解在水中的特定化学分子。
• 这些受体就像“天线”，持续扫描周围环境中的化学信号。

“化学雷达”的工作原理：探测化学线索

• 猎物（如蛤蜊、牡蛎、其他蠕虫等）会向周围水体释放特定的化学物质，包括：
  • 代谢废物（如氨、尿素）
  • 信息素
  • 组织分解产物（尤其在受伤或死亡时）
  • 猎物特有的气味分子
• 海螺的嗅觉受体能够极其灵敏地探测到这些极其微量的化学信号（浓度可能低至十亿分之一甚至万亿分之一级别），就像雷达探测微弱的回波。

“化学雷达”的信息处理：定位与导航

• 海螺的嗅觉系统不仅仅是探测到“有味道”，更重要的是能够解析化学信号的梯度。
• 通过比较左右触角或触角不同部位接收到的化学信号浓度差异，海螺能够判断出化学物质来源的方向（哪边浓度更高）。
• 随着海螺移动，它持续监测化学浓度的变化，不断调整前进方向，形成一条化学浓度梯度上升的路径，最终精确地导航到猎物藏身之处（如沙底下的蛤蜊）。这个过程称为化学趋向性。

捕食策略的关键：区分“活猎物”与“死猎物”

• 这项研究的核心突破之一是发现海螺的嗅觉“化学雷达”系统具有高度特异性和策略性。
• 活猎物识别： 海螺的某些嗅觉受体专门识别活猎物释放的特定化学信号组合（例如，健康蛤蜊释放的特定代谢物或信息素）。这能指引海螺找到有营养价值的、需要捕食的活体目标。
• 死猎物/腐肉识别： 另一些嗅觉受体则对腐烂或死亡的生物释放的分解产物（如尸胺、腐胺等）更敏感。虽然海螺也会食用腐肉，但这通常不是其主要的、主动捕食策略的目标。
• 策略选择： 通过这种受体特异性，海螺能够优先选择并追踪活猎物的信号，优化其捕食效率，避免在腐肉上浪费时间精力。这体现了其嗅觉系统在捕食策略上的“智能”应用。

从信号到行动：触发捕食行为

• 当特定的“活猎物”化学信号被嗅觉受体识别并结合后，会触发神经信号。
• 这些信号传递到海螺的中枢神经系统（主要是神经节）。
• 神经节整合这些化学信息以及其他感官信息（可能包括触觉、水流等），最终启动并协调复杂的捕食行为序列：
  • 加速向信号源移动（追踪）。
  • 找到猎物后，用腹足包裹或固定猎物（如蛤蜊）。
  • 利用齿舌（一个带锉刀状牙齿的舌状器官）在猎物外壳上钻孔。
  • 向孔内注射麻痹性毒素或消化酶。
  • 最后吸食被软化或分解的猎物组织。

总结：

海螺触角上的嗅觉受体系统构成了一套精密的“化学雷达”。它不仅能超灵敏地探测水中微量的化学信号，更能解析化学梯度进行精准导航定位。最关键的是，这套系统通过特异性的受体区分活猎物和死猎物/腐肉释放的不同化学特征，使得海螺能够优先选择并高效追踪最有价值的活体猎物，从而优化其捕食策略和能量获取效率。这项研究揭示了无脊椎动物（尤其是腹足类）嗅觉系统在捕食行为中的复杂性和策略性，远超简单的“闻到就吃”的认知。

这项发现不仅增进了我们对海洋捕食者行为的理解，也对仿生学（如设计高灵敏化学传感器、水下导航机器人）和神经生物学（化学信号编码与行为决策）有重要启示。