探秘贝类动物的新成果
（一）牡蛎与文蛤探秘的新信息
1．探索牡蛎外壳与牡蛎育种的新进展
⑴揭示牡蛎外壳透明而坚固的秘密。[83]2014年4月，一个以材料学家为主组成的研究小组，在《自然·材料》杂志上网络版上发表研究成果称，他们在利用电子显微镜观察牡蛎外壳的晶体结构后，终于发现了它呈现透明而坚固状态的秘密。
研究人员说，牡蛎的外壳非常透明且坚固，在印度和菲律宾的一些城市，它被用来当作玻璃的替代品。但是，牡蛎外壳99%的组成物质都是方解石，这是一种只含有很少有机材料的易碎物质。他们想要弄清，牡蛎只有手指甲厚的外壳，为何能够在抵御多重撞击时还能保持透明，令人造材料望尘莫及。
当研究人员用金刚石猛钻牡蛎的外壳时，它能抵抗方解石承受力10倍的压力，且依然完好无损。他们利用电子显微镜观察，终于发现了其中的秘密。当承受压力时，牡蛎外壳的晶体结构也会相对扭曲，使得原子重组生成新的边界，避免发生任何形式的破裂。
这一过程被称为塑变双晶，牡蛎能够将垂直压力水平驱散开，使得自己的壳可以承受多次重击。此外，方解石层与层之间还存在有机物质，避免在水平驱散压力时发生开裂。研究人员认为，该研究成果，能够为新一代挡风玻璃提供坚固透明的材料，甚至能够为军人提供“透明装甲”。
⑵创制出全新的牡蛎四倍体种质资源。[84] 2023年12月，中国科学院南海海洋研究所研究员喻子牛领导的研究团队，在《水产养殖》发表研究成果称，他们在贝类种质创新上取得重要突破，创制出全新的正反交牡蛎异源四倍体。
牡蛎是我国产量最大的海水养殖贝类，2022年达619.5万吨，占我国海水养殖总产量的25.4%，是保障蓝色粮食安全的重要经济类群之一。目前，全国牡蛎主要养殖苗种为三倍体，其养殖量接近总产量的一半。而四倍体，是生产三倍体牡蛎苗种的核心种质资源。此前该研究团队已经培育出香港牡蛎、福建牡蛎、长牡蛎三个主要经济种的四倍体，并构建了相应的核心群体。
然而，对于四倍体牡蛎的遗传改良研究，尚未见到有关报道。本次研究，在先前构建的二倍体牡蛎远缘杂交育种技术体系基础上，实施了四倍体长牡蛎与四倍体福建牡蛎的双列杂交，获得了正反交的异源四倍体种质资源，并评估了其优良种质性能。
这项研究结果表明以下三点：一是正反交的异源四倍体具有一定程度的生长、存活优势；二是正反交异源四倍体的性腺发育正常，完全能够产生功能性配子；三是杂交加强了四倍体牡蛎的生活力及倍性稳定性，为持续育种和创制新型三倍体牡蛎良种提供宝贵的种质资源。
2．探索文蛤特异性免疫系统的新进展
发现文蛤能分泌内源性红霉素助力构筑免疫屏障。[85]2022年11月29日，中国科学院海洋所刘保忠研究员与美国卡内基科学研究所玛格丽特·麦克福尔-恩盖尔教授主持的一个国际研究团队，在美国《国家科学院学报》网络版上发表论文称，他们首次发现埋栖贝类文蛤能在体内特定细胞中合成、储存、分泌内源性的红霉素，打破了只有放线菌能合成红霉素的已有认知，基于此发现提出了埋栖贝类适应环境与抵御微生物侵染的新策略。
自然界中一个经常被问到的问题是，无脊椎动物，尤其是生活在充斥丰富微生物的浅海滩涂等栖息地的物种，在没有特异性免疫系统的状况下，如何应对一个病原体密集的环境并正常生存？除了已知的先天免疫体系外，他们是否进化出其他的防御机制？研究团队以埋栖贝类文蛤为对象，通过系统研究发现并给出了这一问题的新答案：即化学防御如红霉素合成结合粘液屏障，与贝类细胞和体液免疫组成的先天免疫系统一起，构成了其应对特定环境的免疫“盔甲”。
红霉素是一种高效的抗菌化合物，此前一直认为只能由细菌产生。研究人员在文蛤外套膜转录组分析中，惊奇地发现了红霉素合成过程的关键基因：红霉内酯合酶基因。
研究人员首先通过色谱与质谱联用的方法，确定红霉素存在于文蛤外套膜组织中，然后利用透射电镜、免疫组化等手段，进一步定位并表征了外套膜中产生和储存红霉素的具体结构为一种粘液样细胞，且红霉素可以随粘液分泌到体外，抑菌试验结果证实了粘液具抗菌活性，而敲除红霉内酯合酶基因则影响体内红霉素合成。
遗传分析表明，红霉内酯合酶基因在文蛤家系亲本和子代的基因型分离比，符合孟德尔分离定律，支持了红霉素合成基因的动物源性。系统进化分析和基因组区域的共线性分析，也提示该基因起源于动物谱系。
另外，在文蛤属近缘物种的相同细胞中也检测到了红霉素合成，提示产生抗生素的能力可能更广泛地存在于海洋无脊椎动物中，提供了动物与细菌次级代谢产物趋同进化的实例。该发现为理解无脊椎动物的环境适应和免疫防御机制提供了新的视角，也为经济贝类的健康养殖和抗性育种提供了新思路。
（二）利用海蛞蝓研究记忆的新信息
1．通过海蛞蝓探索记忆形成的新进展
利用海蛞蝓揭示记忆形成过程的神经元分子活动。[86] 2012年10月，美国纽约大学文理学院院长、神经科学中心教授托马斯·卡鲁领导，加利福尼亚大学欧文分校神经学家参与的一个研究小组，在美国《国家科学院学报》上发表论文称，他们利用加利福尼亚海蛞蝓，对形成短期、中期和长期记忆过程中，神经元分子活动的时间顺序和空间位置进行了区分。这一成果，为记忆形成的分子活动提供了最新解释，也为开发相关疾病的干预疗法带来更好的对策。
托马斯·卡鲁指出，记忆形成不是简单地把分子活动打开或关闭，而是由分子间相互作用和运动的复杂的时空关系所产生。本次研究的发现，为“记忆是怎样产生的”这一问题提供了更深入的理解。
此前，神经科学家已经从多个方面揭示了与记忆形成有关的分子信号，但对记忆形成过程中分子的空间关系、分子活动的时间顺序还知之甚少。在早些的研究中，已经发现有两种分子MAPK和PKA与多种记忆形式以及突触形状改变有关，也就是说与神经元相互作用后脑中发生的改变有关，但还不清楚它们是在何时、何处以及怎样发生这些作用的。
为解决这一问题，该研究小组利用加利福尼亚海蛞蝓的神经元做实验。海蛞蝓是螺类的一种，属于浅海生活的贝类，是软体动物家族中的一个特殊成员，其贝壳已经退化为内壳。背面有透明的薄薄的壳皮，壳皮一般呈白色，有珍珠光泽。海蛞蝓是一种良好的神经生物模型，它们的神经元比高等生物，如脊椎动物，要大10倍到50倍，而且其神经网络相对较小。这些特性，让科学家很容易检查记忆形成过程中的分子信号。此外，它们的记忆编码机制，在进化过程中高度保守，几乎没什么改变，也和哺乳动物的记忆编码机制很相似，这些都使它们成为研究人类记忆过程的最佳模型。
本项研究，集中在MAPK和PKA这两种分子上。研究人员对海蛞蝓进行了感受增强训练，对它们的尾部施加温和电击，诱导它们形成更强的条件反射行为，即温和地激活其尾部神经结构，然后对MAPK和PKA的分子活性进行检查。
他们发现，MAPK和PKA的活动，在空间和时间上协调配合，尤其在形成几个小时的中期记忆和几天的长期记忆过程中，MAPK和PKA的活性都被激发，MAPK刺激了PKA的活动；而在不到30分钟的短期记忆中，只有PKA的活性被激发，MAPK并未参与。
2．探索海蛞蝓之间转移记忆的新进展
借助核糖核酸在海蛞蝓之间成功转移记忆。[87] 2018年5月14日，美国加州大学洛杉矶分校神经生物学教授大卫·格兰兹曼为资深作者的一个研究小组，在《神经科学杂志》上发表研究报告称，他们利用核糖核酸，成功把一只海蛞蝓的记忆，转移到另一只海蛞蝓身上。研究人员称，这一新研究将有助于开发恢复人类记忆的新疗法。
海蛞蝓的中枢神经系统有大约2万个神经元，虽然远无法与人类的1000亿个神经元相提并论，但其细胞和分子运行过程与人类神经元非常相似，因此被认为是研究人类大脑和记忆的极佳模型。
在这项研究中，研究人员通过对海蛞蝓进行轻微电击，来增强其防御性收缩反射，即一种用来保护自己免受潜在伤害的收缩反应。经受电击“训练”后，海蛞蝓会在受到触碰时长时间收缩起来，持续时间会长达50秒，而正常海蛞蝓的收缩反应持续时间只有1秒钟。
随后，研究人员分别从“受训”海蛞蝓和正常海蛞蝓的神经系统中提取核糖核酸，将其分别注射到未曾受过任何电击的海蛞蝓体内。他们发现，注射了“受训”海蛞蝓核糖核酸的海蛞蝓在被碰触时，会表现出长达40秒的防御性收缩反应，而那些注射未受电击海蛞蝓核糖核酸的海蛞蝓则没有这样的表现。这表明，通过核糖核酸注射，“受训”海蛞蝓的电击记忆转移给了新受体。
研究人员指出，他们的研究，对开发恢复人类记忆的新疗法具有重要价值。格兰兹曼称，在不久的将来，科学家们或许能利用核糖核酸来改善阿尔茨海默病或创伤后应激障碍的影响，恢复这些患者休眠的记忆。
