在礁石、船底、码头桩柱上，你一定见过那些怎么都撬不下来的小家伙——藤壶。它们像混凝土一样死死贴在任何表面上，任凭海浪冲击都岿然不动。

为什么藤壶能粘得这么牢？它的壳为什么这么强？这种粘附能力，是如何进化出来的？

厦门大学海洋与地球学院、海水养殖生物育种全国重点实验室柯才焕教授、冯丹青教授团队，与环境与生态学院张原野副教授团队合作，在海洋生物基因组学和污损生物附着研究领域取得了重要突破。其最新研究成果《New genes helped acorn barnacles adapt to a sessile lifestyle》发表在 Nature Genetics 上，给出了答案：藤壶拥有两个在进化中“新出现”的基因，它们让藤壶能量更足、壳更强、粘得更牢！更重要的是——论文中揭示藤壶壳层结构、蛋白质分布的关键微观图像，由飞纳 Phenom ProX 电镜能谱一体机拍摄完成。

01.为什么藤壶值得发Nature Genetics？

藤壶其实不是贝类，而是甲壳动物，和螃蟹、虾是亲戚。但它们在漫长的演化中走上了完全不同的道路：

幼体阶段自由游动，成年后永远固定在一个地方，必须承受海浪、高盐、腐蚀性环境，需要超强粘附力和防御“装甲”。这种生活方式在节肢动物中独一无二，意味着它必然经历了基因功能的重大重塑。

Nature Genetics 选择这篇论文，就是因为研究团队找到了关键证据：藤壶的固着生活，是由两个“新基因”推动的演化创新。这两个基因分别负责：

• 能量供给（bcs-6）：让幼体有力完成“落地生根”

• 材料构建（bsf）：打造水下黏附和壳层“复合结构”

这些发现对理解“固着生物的进化”意义重大，也对仿生材料方向具有潜力。

02.飞纳电镜揭示：藤壶壳层不是壳，而是“微纳装甲”

研究团队使用飞纳 Phenom ProX 扫描电镜能谱一体机，从微米到纳米尺度观察藤壶壳层，结果非常震撼：藤壶壳并不是一整块钙壳，而是一套高度精巧的“复合材料系统”。

飞纳电镜下，可以清晰看到三种关键结构：

1.柔性“几丁质纤维网”：像钢筋一样提供韧性，不易整体断裂

1. A. amphitrite（沟藤壶）的壳体由侧壁板、厣板（operculum）和基底板组成。

2. 示意图展示了用于显微观察与分析的藤壶壳板横截面和内表面位置，以及用于转录组分析的藤壶组织取样区域。

3. 扫描电子显微镜（SEM，Phenom ProX 拍摄）揭示：壳板横截面呈现清晰的层状结构，而壳板内表面由随机取向的晶体结构构成。

4. 免疫电子显微镜（IEM）分析显示：这些层状结构由几丁质构成（以粉红色标注）。

2.硬质“方解石晶体”：像砖块一样嵌在几丁质之间，提供硬度和抗冲击性能

d. 在体外对 ctg452.10 蛋白的功能验证。扫描电镜图像显示了在不同浓度的牛血清白蛋白（BSA）和重组 ctg452.10 蛋白（rctg452.10）条件下碳酸钙晶体的沉淀情况。红色箭头表示 ctg452.10 蛋白形成丝状纤维。

3.关键的“BSF 蛋白丝”：像生物胶水一样把两者紧密粘合在一起，使结构坚固又不脆裂

e. rctg452.10 蛋白与几丁质和方解石的结合实验结果，以牛血清白蛋白（BSA）作为对照，通过考马斯染色进行可视化。

f. 示意图展示了 bsf 基因的功能以及藤壶外壳形成的机。

这种结构模式非常类似人类工程中的 “纤维增强复合材料（FRP）”，但自然界通过几亿年演化造得更精巧。

03.科学意义：自然界最强“水下胶水”的秘密被打开

藤壶壳层具备多种工程上难以同时实现的特性：

• 超强黏附（能在海水中粘住金属、混凝土、岩石）

• 耐腐蚀

• 高韧性（不会一碰就碎）

• 潮湿环境稳定

• 可长期抗海浪冲击

传统材料很难同时兼具“湿态黏附 + 结构强度”，但藤壶通过“ bcs-6 + bsf + 微纳壳层架构”完成了这一进化奇迹。这项研究为仿生材料提供了明确方向：如水下胶黏剂、海洋防护材料、湿环境医用黏附剂、以及有机–无机复合结构设计等。自然界已经花了几亿年为我们做了“材料学实验”，现在我们借助显微技术重新认识它。

两个新基因，一套微纳复合壳层，一种极致适应的固着生活方式，飞纳电镜帮助科学家捕捉到了这些结构如何被“编织”“黏合”“构建”出来的微观过程。从藤壶到仿生科技，自然的秘密正在被重新发现，而每一次“看见”，都让创新更进一步。

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