今天,许多人将槲寄生与节日亲吻联系起来。但几个世纪以来,这种植物更以其非凡的粘性而闻名;古希腊人和罗马人使用粘稠的槲寄生浆果,其应用范围从捕鸟器到皮肤溃疡软膏。现在,生物化学家正在研究槲寄生的粘性是否可以为合成胶提供一种天然替代品。
对于寄生植物槲寄生来说,粘性至关重要。每个浆果内部都含有被粘液状物质viscin包裹的种子。鸟类吞食并消化浆果后,会将成团的种子连同这种物质的细丝一起排出,这些细丝披在树枝上,并将种子粘在原位。然后,槲寄生将自身嵌入树中,从宿主身上吸取水分和养分。
为了确定是什么使这种天然粘合剂如此粘稠,麦吉尔大学的化学生物学家Matt Harrington和波茨坦马克斯·普朗克胶体与界面研究所的研究人员在德国收获了生长在苹果树上的槲寄生植物。他们用镊子从浆果中拉出绳状的viscin,以便仔细观察。
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
在一项发表于PNAS Nexus的研究中,该团队发现viscin的结构使其与其他粘合剂不同。许多合成胶起始于粘性化学物质的液池,而viscin由有助于其保持牢固的硬质纤维素链组成。这些链条被包裹在湿度敏感的涂层中,使该物质具有极强的延展性:在潮湿条件下,长度约为半厘米的viscin细丝可以拉伸至两米以上。干燥后,这种粘液会像水泥一样变硬。“这种多功能、湿度响应的特性让我震惊,”Harrington说。
研究人员发现,viscin非常坚固——它可以支撑比槲寄生种子重50倍的重量——而且用途广泛。Viscin适应于粘附在树皮和羽毛上,但该团队发现它可以粘附在几乎任何东西上,包括皮肤。(Harrington说,弄湿沾有viscin的手并不能去除这种化合物,但将它们搓在一起会产生足够的热量和水分来松开它的粘性。)
科学家们表示,viscin可以用作可生物降解的制剂来密封新鲜伤口。他们在当地肉店购买的一块猪肉的切口上测试了viscin;一旦viscin干燥,即使施加外力,它也能保持伤口密封。
美国农业部林务局研究槲寄生态学的研究员Juliann Aukema(未参与这项研究)表示,这种石油基合成胶的替代品可能会重振槲寄生在古代的重要性。“我们曾经拥有并失去了丰富的槲寄生知识,”Aukema说。“而我们在2022年正在重新学习它。”