这次不是“我吓尿了”，而是我的尿把它吓跑了……
作者：Georgia Institute of Technology
翻译：锦衣Reload
编辑：阿珂的剑
喂，泥蟹们，蓝蟹正在靠近，是时候躲起来以防被吃掉啦！研究者们在一项研究中发现，捕食者尿液里化学物质大幅增加时，猎物会因此得到警告而逃窜。
捕食中的蓝蟹。图片来源：wikipedia
研究者是不是很闲，为什么要研究几种螃蟹的尿液？第一次精确识别这些化合物，不但意味着知道了螃蟹吃螃蟹的警报信号，还让人们能用新的方式理解化学物质如何在无形中调节海洋生物。佐治亚理工学院研究者们的这项新发现在未来可能有助于我们对螃蟹、牡蛎渔业区域进行管理，找出干扰海洋生物的污染物。
不仅如此，人类也位于蓝蟹和泥蟹所处的食物链中的一环——我们会吃它们的食物牡蛎，还会把蓝蟹煮熟来吃。因此，蓝蟹尿液的化学物质同样会影响人们的海鲜可用性。
佐治亚理工学院实验室里的蓝蟹。
图片来源：Georgia Tech / Alex Draper
天呐！它刚刚吃掉了我们的同类！
蓝蟹约有手掌大小，体格强壮；泥蟹约一块钱硬币大小，蟹壳很薄，会被前者吃掉。蓝蟹会吃一点牡蛎，但泥蟹吃的牡蛎要多得多。当蓝蟹捕食泥蟹时，泥蟹就会躲起来保持静止，这时候被吃掉的牡蛎就会比往常少一些。
蓝蟹的尿液可以吓退泥蟹是早就被人知道的事情。当它们暴露在采自野外或者实验室的尿液样本前时，泥蟹会赶紧躲起来，即使它们还没有看见蓝蟹的踪影。蓝蟹尿液中的消化物或者代谢物触发了泥蟹的反应，而且让它们停止了自己的捕食行动。
对蓝蟹尿液中化学物质做出反应的泥蟹们。图片来源：Georgia Tech / Alex Draper
捕食者嘘嘘的秘密
葫芦巴碱和龙虾肌碱是从无数候选分子中新发现的会触发警报系统的两种化学物质，这可以算作一项具有挑战性的研究成果。研究者们发现，在蓝蟹吃完泥蟹后约有12种代谢物含量大幅上升。他们用这些突然上升的化学物质来试探泥蟹，发现其中的葫芦巴碱和龙虾肌碱让泥蟹有了明显的闪避行为。
“葫芦巴碱会让泥蟹更惊恐一些。”库班克说。 更具体地说，两项中任意一项的达到高浓度水平后都能造成这个效果。
“很明显是基于剂量高低的反应，”佐治亚理工学院生物科学学院的教授韦斯伯格说，“泥蟹已经演化到能感知到增高了的剂量。”
“大部分甲壳动物是行走的鼻子，”韦斯伯格说，“它们通过钳子上、触角上甚至用来走路的腿上的感觉器官探测化学物质。我们提取出的化合物十分简单，这表示它可能很容易被一只螃蟹的各个部位探测出来。这种冗余是有益的，因为这增加了泥蟹获得信息从而避免被吃掉的可能性。”
研究者们将代谢组学（metabolomics）的技术和研究方法用在此次研究上。代谢组学是一个相对较新的领域，主要应用在医学研究，来识别代谢中可能是疾病早期预警信号的小生物分子。库班克、韦斯伯格以及本研究的第一作者雷明顿•波林（Remington Poulin）将研究成果发表在了2017年1月8日发行的《美国国家科学院院刊》周刊上。
在干草堆里找两根针
葫芦巴碱确实曾在一些疾病中被研究过，虽然没这么透彻。它同时以咖啡豆的成分之一而出名——它在被烘烤、分解为其他成分后能给予咖啡香气。龙虾肌碱和葫芦巴碱十分相似，虽然龙虾肌碱很少被研究，但同样很常见。
“这些化学物质见于很多地方。”库班克说。但是首次把它们从蓝蟹尿液里的所有化学物质中挑出来就像在干草堆里找到两根针一样难。
库班克把样本放入分析仪器内。
图片来源： Georgia Tech / Christopher Moore
过去研究者们在试图缩小搜寻范围的时候，通常会先使用繁重的实验室程序将化学物质成分分离，然后一一检测其中的成分来看哪一个会奏效。很多时候，什么都找不到。
佐治亚理工学院的研究者们这回一次性检验了所有化学物质，整个“干草堆”都在质谱分析和核磁共振光谱分析下无所遁形。
“我们一次性扫描了每个样本中的全部化学混合物，”库班克说，“我们为了找出目标化学物分析了非常多的样本。”
研究尿液来保护生态环境
演化让泥蟹能够在碰见这两种化学物质时做出闪躲遮掩的反应从而得到保护，这会影响生态平衡，比如迫使蓝蟹去其他地方寻找更多食物。不光如此，其他动物种群也同样会受到影响。
“这些化学物质非常重要。”韦斯伯格说，“一只蓝蟹的气味可能会对大量泥蟹造成影响，它们全部都会停止进食牡蛎，从而有助于牡蛎种群的生存。”
这一切同样会对海洋鸟类和哺乳动物的食物来源产生影响：这仅仅是在两种化学物质的影响下，而周围还存在着更多化学信号呢。“我们很难充分领会到这片化学大陆的富饶。”韦斯伯格说。
随着科学家们研究逐渐深入，影响这些信号系统或许会有助于生态学家和渔业。
“我们甚至可以通过这些化学物质来控制捕食者对牡蛎的消耗从而达到保护栖息地的目的，这点非常关键，或者帮助牡蛎养殖者们——这对于佐治亚州的渔业越来越重要。”韦斯伯格说。
我们知道杀虫剂和除草剂中的污染物会干扰河口的生态系统。“知道了具体的生态化学物质后，会更容易检测这些干扰有多严重。”韦斯伯格说。
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