紅頭蜈蚣觸摸陽光

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/2/494204.shtm

在東亞和澳大利亞森林的樹葉下，鉛筆長短的紅頭蜈蚣潛行在黑暗中。這種有毒的節肢動物無法分辨明暗——因為它們沒有眼睛。

一只紅頭蜈蚣沿著原木爬行時，用觸角探測陽光的溫度。圖片來源：楊仕隆

現在，研究人員已經知道這種蜈蚣是如何在看不見的情況下避開陽光的傷害。當陽光曬到它們觸角時，會引發一種熱相關反應，從而提醒它們向暗處尋求庇護。相關研究2月13日發表于美國《國家科學院院刊》。

并未參與此次研究的美國弗吉尼亞理工學院暨州立大學的昆蟲學家Paul Marek表示，它們的觸角上布滿了肌肉，并覆蓋著敏感的毛發狀突起，這些突起有助于它們感知周圍環境。這就像盲人使用拐杖在黑暗中摸索。

多足類動物（如蜈蚣和千足蟲）在進化過程中視力逐漸退化，而其中一些則完全失去了眼睛。在落葉層下的黑暗世界中，視覺不如觸覺重要。它們用觸覺來確定獵物，包括蠕蟲、蜘蛛、蝎子，甚至小爬行動物和老鼠。

缺乏視力并不會降低這種動物的危險性。紅頭蜈蚣釋放出的毒液能對獵物的循環系統造成嚴重破壞；它的螯還可以刺穿人類皮膚，造成灼熱的疼痛，嚴重者甚至需要就醫治療。在實驗室里，研究人員觀察到紅頭蜈蚣在短短30秒內就將15倍自己大小的老鼠殺死。

紅頭蜈蚣不僅沒有視覺，還缺少對光敏感的蛋白質。那么，它如何知道自己是否意外暴露在陽光下，如何避免蛇和鳥的捕食？

為找到答案，中國東北林業大學的分子生物學家楊仕隆等研究人員將這種蜈蚣放在兩個相鄰的透明容器中，其中一個被黑色膠帶完全覆蓋。研究人員在裝置上方放了一盞燈模擬陽光，并記錄它們在明亮和黑暗環境下的活動。他們還在蜈蚣身上安了一臺熱成像相機，以確定它們對溫度的反應。

每當蜈蚣爬向黑暗容器時，紅外圖像顯示大量熱量集中在它們卷曲的觸角上。在暴露于光線下的10秒內，它們觸角的溫度從約28°C上升到37°C以上。

研究人員隨后溶解了它們觸角中的一些感覺神經，以確定其化學組成，結果發現了一種名為BRTNaC1的熱受體，這是一個離子通道，通過觸角在細胞之間輸送帶電原子。BRTNaC1在33°C至48°C條件下觸發。研究人員表示，當光線加熱蜈蚣觸角時，會激活BRTNaC1，從而引發一種生理反應，提醒蜈蚣已經進入了危險的陽光下。

為確認這種光感作用，研究人員用錫箔覆蓋蜈蚣的觸角，阻擋其暴露在燈光下。這些蜈蚣離開黑暗環境的頻率遠高于那些觸角裸露的蜈蚣。

楊仕隆和Marek都認為，紅頭蜈蚣不是唯一利用熱受體間接探測光的土壤生物。Marek表示，它們只是沒有眼睛，但還有其它部位。“大自然已經想出了有趣的變通辦法，讓它們可以在沒有眼睛的情況下探測光線。”

相關論文信息：