美国研制开发新型功能性粘合剂

    通过研究在南极深海中生活的单细胞动物有孔虫(Foraminifera)，美国科学家们找到了开发防水生物粘合剂的有效方法，这一新发现将会对人类神经科学以及人造假肢领域产生重要影响。

    近20年来，美国纽约州卫生署科学家 萨姆·博斯尔不断潜入寒冷的南极洲麦克默多海峡水域，在这片有机体异常丰富的水域中寻找有孔虫类单细胞动物。有孔虫类动物，简称为有孔虫，是一种非常特殊的生物体。最大的有孔虫只有手指甲盖大小，却能捕食体积比其体形大许多倍的生物。以全球化观点来看，科学家们可以通过分析有孔虫在海水营养再循环中所扮演的角色，了解这种生物的特性。海洋中存在着大量的有孔虫，它们像一个“碳接收器”一样，通过不断吸收海水中的碳，形成其自身的碳酸钙壳。科学家们非常想了解是否可以利用有孔虫的这种特性，来平衡大气中如二氧化碳、甲烷等导致温室效应的气体。

    博斯尔的主要研究目标是，尽可能地了解所有基本的有孔虫，了解它们的生活环境、生命周期、生殖结构、饮食习惯以及有机体的进化过程；他还有兴趣研究并了解有孔虫是如何使用高效的水下粘合剂从砂石中吸取物质，形成自身微小却复杂的外壳。在美国国家科学基金会的资助下，博斯尔参与了美国南极洲项目，致力于解开这些基本疑问。如果科学家们可以揭开天然高分子胶粘剂中的化学性质之谜，那么他们将可以研发一种强力的生物胶粘剂，造福牙科领域、神经外科学以及人造胳膊和肢体。然而，博斯尔发现，有孔虫体内的神秘粘合剂物质比乍看上去时想象的要复杂得多。这种粘合剂的基本成份似乎是蛋白质，上面覆盖着厚厚的粘性碳水化合物。有孔虫的细胞可以向膜状袋中分泌一些不同于细胞器官的成份，然后将这种合成物拉进粘稠的纤维中。

    博斯尔表示，目前的困难在于如何将这种物质分解开来用以分析，他已经使用过了许多同事们用来分析照片的感光分析工具，但结果却非常不理想。最近，他已将注意力转向一个更深的研究层次，即研究这种粘合物质的进化。目前，令他惊喜的一个发现是，早期进化的有孔虫也会分泌一些粘合剂。博斯尔还了解到，在原始有孔虫中会同时出现简单和复杂的粘合剂，这些粘合剂中并不存在着从简单到复杂的结构性进化。就目前来看，科学家们还很难在生物医学中使用到这些粘合剂，然而，科学家们正致力于研究这些粘合剂的起源以及它们对产生它们的生物体的重要性。

    有孔虫是带壳的海洋单细胞动物，一般为1毫米大小，因房室间由“口孔”相通而得名，古今种类达4万余种，现生种类约6千余种。不同的有孔虫对其所处海洋环境的深度、温度、盐度等反应灵敏，遗骸又能长久保存于地层中成为化石，因此它既是研究海洋生态学的良好材料，又是石油、地质勘探等科学领域的必不可少的优越的环境指示生物。有孔虫的作用之大、用途之广，被誉为“大海里的小巨人”。更为奇妙的是，“有孔虫”的繁殖有两种方式：有性繁殖和无性繁殖，两个有孔虫聚在一起就可以共同生存繁衍下一代，传递它们生命的种子。