双壳类化学感应机制新发现：利用电嗅图技术揭示蛤蜊(Ruditapes decussatus)对捕食警报信号的独特响应模式

本研究通过电嗅图(EOsG)技术首次系统解析了蛤蜊(Ruditapes decussatus)嗅觉器官osphradium对氨基酸及捕食相关化学信号的响应特征。研究发现其osphradium能特异性识别多数L-氨基酸，但对捕食者释放的kairomones无反应，而对受伤同种释放的警报信号(alarm cues)表现出强烈电生理响应。行为实验证实这些化学信号能显著降低蛤蜊活动指数，为理解双壳类化学通讯机制及捕食防御策略提供了新视角。该成果发表于《Journal of Comparative Physiology A》，对水产养殖和生态保护具有重要指导意义。

　　

在浩瀚的海洋生态系统中，化学通讯是生物生存的关键语言。双壳类作为重要的底栖生物，其化学感应机制长期笼罩在神秘面纱中。尤其令人困惑的是，这些行动迟缓的生物如何通过化学信号感知捕食威胁？传统认知认为，与鱼类和甲壳类类似，双壳类应能同时检测捕食者释放的信息素(kairomones)和受伤同种释放的警报信号(alarm cues)。然而，这种假设在蛤蜊(Ruditapes decussatus)中从未得到电生理学证据的支持。

这项发表在《Journal of Comparative Physiology A》的创新研究，由Ana Rato领衔的团队通过开发电嗅图(EOsG)技术，首次揭示了蛤蜊嗅觉器官osphradium的神秘面纱。研究发现这个位于鳃轴的感觉器官能检测大多数蛋白源性L-氨基酸，但对酸性氨基酸(L-谷氨酸和L-天冬氨酸)、L-精氨酸及胆汁酸完全无反应。更令人惊讶的是，当暴露于捕食者——青蟹(Carcinus maenas)时，无论其是否摄食，osphradium都保持沉默；而受伤同种或近缘异种(牡蛎Magallana gigas和贻贝Mytilus galloprovincialis)的组织提取物却能引发强烈电生理响应。

研究采用了两大关键技术：1) 创新的电嗅图(EOsG)记录系统，通过置于后闭壳肌附近的记录电极捕捉osphradium的DC电位变化；2) 行为观测体系，定量分析五种行为特征(贝壳开合、外套膜伸展等)构建活动指数。实验样本采集自葡萄牙Ria Formosa潟湖的成年蛤蜊(平均壳长3.60±0.55 cm)。

氨基酸敏感性

通过浓度梯度实验发现，osphradium对羟基氨基酸(如L-苏氨酸)响应最强(1.23±0.11 mV)，芳香族氨基酸(如L-色氨酸)最弱(0.13±0.03 mV)。检测阈值显示L-苯丙氨酸最敏感(10^-6.19 M)，这种"高响应-高阈值"的分离现象暗示不同氨基酸可能激活不同受体通路。

捕食相关信号响应

数据显示"活体开壳"和"切碎组织"条件均能诱发显著EOsG信号(0.79±0.05至1.079±0.11 mV)，而完整活体无响应。阈值分析表明切碎组织的信号强度比单纯开壳高10^1.86倍，说明严重组织损伤释放更多有效成分。

行为验证

暴露于"切碎同种"水样后，活动指数从1.03±0.27骤降至0.20±0.08，而微藻混合物则使活动度提升53%。这种"选择性失活"策略可能避免过度防御带来的能量损耗，因为持续应对潜在(非实际)捕食威胁会损害生长和繁殖。

这项研究颠覆了传统认知，证明蛤蜊主要依赖"受害者信号"而非"捕食者信号"来启动防御。这种独特的化学感应策略可能与其底栖生活史相关——在沉积物中，同种受伤信号比捕食者信息素更可靠。研究建立的EOsG技术为解析双壳类化学通讯提供了新工具，未来可用于鉴定警报信号的具体成分。在水产养殖领域，这些发现可指导优化养殖密度和敌害防控策略，减少由防御行为导致的生长抑制。生态学意义上，该研究揭示了底栖群落中"牺牲个体报警"机制的特殊重要性，为理解海洋化学生态网络提供了新维度。