0.4秒內，變大大大大大1萬倍
本文轉載自公衆號“環球科學”
撰文 | 栗子
審校 | 二七
圖片來源：Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa via YouTube
不僅不被吃掉，還可能把捕食者反殺，它究竟是怎麼做到的？
新西蘭大堡礁島附近的大海深處，一條鯊魚慢慢靠近它選中的獵物——那是一隻形似鰻魚的生物，但沒有眼睛，似乎對兇猛的捕食者毫無防備。鯊魚游到合適的位置，抓準時機一口咬了下去。
假如咬到的是尋常獵物，鯊魚或許已經迎來了美好的用餐時間。但很顯然，它咬住獵物之後立刻就鬆了口，好像身體不適，搖着頭往遠處游去。此時，“燙嘴”的獵物也重獲自由。
這種動物叫做盲鰻（Myxinidae），名字裡有個“鰻”字，但並不是鰻魚。它最特別的技能，大概就是遭遇襲擊的時候，可以在0.4秒內釋放出大量黏液，充滿捕食者的嘴和鰓，讓對方難以呼吸。這樣一來，鯊魚就算再捨不得，也只能把獵物放生。
沒找到食物倒也罷了，鯊魚還可能因爲窒息而丟掉性命。捕食盲鰻或許是它一生中最錯誤的決定，但後悔也來不及了。不光是鯊魚，許多企圖吃掉盲鰻的魚類都無法得逞，它們用鰓呼吸，就有被黏液窒息的風險。
圖片來源：Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa via YouTube
畢竟，盲鰻不用半秒，就能讓黏液擴張到原本體積的上萬倍。不少科學家想要知道，這極富殺傷力的黏液攻擊究竟是怎樣實現的。後來，研究者們漸漸發現，觸發攻擊的並不是盲鰻自己，而是周圍的水。
不要攪動那裡的水
一隻盲鰻身上，大約有100個黏液腺（slime gland）負責釋放黏液。起初，它們分泌的黏液可能不到5毫升，連小小的一個茶匙都盛不滿。但在受到攻擊的0.4秒過後，幾毫升的黏液就可以變成滿滿一桶史萊姆，比原來的體積擴大了約10000倍。
2017年，一輛卡車載着13箱共數千只盲鰻，在美國俄勒岡州的高速公路上發生了事故。有新聞報道說，當時卡車司機爲避開施工區而猛踩剎車，結果一箱盲鰻飛出，撞上了對向駛來的一輛小轎車，又導致4輛車相撞，一位司機輕傷（和大部分盲鰻死亡）。許多盲鰻和黏液灑在路上，隨後的幾小時交通狀況一片混亂，相關部門不得不用推土機和高壓水槍來清理現場。
被盲鰻襲擊的汽車（圖片來源：Oregon State Police）
當生存遇到壓力時，盲鰻會產生大量的黏液，人們對這個現象可能並不陌生。不過對盲鰻來說，“壓力”究竟是指怎樣一種狀況，又爲什麼能讓黏液急劇擴張？
回答這個問題之前，我們先要知道盲鰻製造的是怎樣的黏液。這種可以迅速變大一萬倍來打擊敵人的黏液中，除了水和黏液素等常規成分之外，還有一種十分關鍵的要素——纖維。
端絲細胞製造的線團（圖片來源：Winegard et al, 2014）
這些纖維是由盲鰻黏液腺裡的端絲細胞（gland thread cell）製造的，又細又長。平時，這些細絲成捆存在，就像一團一團精心纏好的紗線。而一旦盲鰻被捕食者攻擊，或者感覺到周遭的威脅，線團會在毫秒級的時間裡解散開來。當然，無事發生的時候，線團們也會悄悄地鬆動，只是速度要慢許多。
線團飛速崩解的過程，很可能就是盲鰻黏液猛然擴張的秘訣。那麼，當盲鰻遇險時，應該是出現了某種形式的外力，把不計其數的線團拉開，幫助史萊姆瞬間變大。
威斯康星大學麥迪遜分校的數學教授讓-呂克·蒂弗（Jean-Luc Thiffeault）說，曾經有科學家試過把盲鰻的線團放進鹽水裡，在沒有外力的情況下，等一個線團鬆開需要數小時。但當人們開始在水裡不停地攪拌，線團鬆動的進程明顯加快了。
蒂弗教授相信，就是這波攪拌操作觸發了盲鰻的技能，但還要用數學模型來驗證——看水中涌起波瀾時，線團受到的力是否足以讓它立刻解捆，換句話說，如果僅靠這一種原理，盲鰻能否在短時間內釋放出巨大的史萊姆。
但在開始建模之前，蒂弗教授的兩位研究夥伴，伊利諾伊大學香檳分校（UIUC）機械工程系的蘭迪·埃沃爾特（Randy Ewoldt）教授和他的學生高拉夫·喬杜裡（Gaurav Chaudhary），要用顯微鏡觀察一個線團解捆的過程。在此基礎上搭建數學模型，可能會更得心應手。
兩股力量的拉扯
通常來說，哪怕一卷纖維纏繞得再緊密再有序，它也會有個散漫的線頭。只要用力拉動線頭，就很容易破壞線團。
於是，喬杜裡和埃沃爾特做了一項小實驗。他們從大西洋盲鰻身上取下一個線團，並（利用線團和底物之間微弱的作用力）把它固定在一處。然後，科學家用一根注射器的尖端，黏住線團末端鬆散的線頭。當注射器朝遠方移動，線頭會跟着它走，隨之拽出更多的纖維，讓線團逐漸散開。
線團解開的過程（圖片來源：原論文）
一開始飄在外面的那一小段纖維，和被它解放出來的下一段纖維，就是科學家建模時關注的焦點。蒂弗教授說，這跟膠帶差不多：我們用膠帶的時候，得先找到它的末端在哪，然後用指甲摳開，但如果膠帶末端已經“放飛自我”，就可以直接開撕了。
藍爲最初在外面自由活動的一段線，紅爲被扯出的一段線（圖片來源：原論文）
纖維作爲盲鰻黏液的一部分，被黏乎乎的流體圍繞着。當週遭的水被攪亂的時候，那些黏性流體會給在外遊蕩的線頭提供拉力，從線團裡扯出更多的纖維，就像我們手撕膠帶一樣。與此同時，正在瓦解的線團也會製造阻力，阻撓纖維離開自己。
那麼，這兩股力量一定要足夠懸殊，才能讓線團順利解散，釋放出巨大的史萊姆。科學家說，兩股力的比值要達到一個臨界點。他們根據數學模型得出的結論是，當盲鰻在平靜的水裡自由活動時，這個臨界點很難達到；想觸發爆炸性的黏液技能，還是需要盲鰻被什麼東西困住，比如有鯊魚咬它一口（或者遇上車禍）。
不過，蒂弗教授大概也意識到，盲鰻未必懂得計算力的大小。他還補充了幾句：“生物學不用那麼精確的。實際情況會很混亂，可能一個線頭被抓住又跑了又被抓。不過，只要足夠多的線團都發生這樣的事情，大史萊姆基本上就有了。”
看到這裡，機智的你或許會產生疑問：迅速變大的黏液如此好用，盲鰻自己就不會被傷害嗎？
給身體打個結就好
盲鰻的黏液，是極度柔軟的材料，就連果凍的硬度都比它高出10000-100000倍。它的主要成分是水，假如人類只用肉眼觀察，未必能看出水裡有史萊姆，有時要把手伸進去再撈上來，才發現拎起了一大片像鼻涕一樣的東西。
圖片來源：University of Manchester Media Relations via YouTube
這樣的黏液，很適合鑽進各種狹小的孔隙，堵住一些魚類的鰓自然也不在話下。問題就在於，打擊敵人的同時，盲鰻自己要如何從大型史萊姆的魔掌之中全身而退？
答案很巧妙：它們利用自己靈活的帶狀身軀打一個結，再從中絲滑地穿過，如此便可輕鬆脫身，避免落得窒息的窘境。
圖片來源：Böni et al, 2016
2016年，一組來自瑞士的科學家研究了其中的原理。盲鰻的黏液是非牛頓流體，流動性（或黏性）會隨着受力的不同而改變，有時會更像固體，有時會更像液體。如果受到拉伸的力，盲鰻黏液的黏性會增強；而如果受到剪切力，黏液的各層流動的速度不一，黏性就會下降。
盲鰻給身體打結，就是在剪切黏液，降低它的黏性，給自己製造逃脫的機會。
圖片來源：Böni et al, 2016
不過，就算能擺脫黏液的控制，被鯊魚咬過一口的盲鰻還能活下來嗎？事實證明它可以，而科學家認爲它們得以倖存的關鍵在於，盲鰻的身體非常鬆散，就像穿了一件很大的睡衣，裡面空間充足，皮膚與肌肉的連接也很少。如果被鯊魚咬了某一處，它只要搬到“大睡衣”裡的其餘空間，就又能繼續生存了。
End
封面來源：NOAA
原論文：
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2018.0710
參考鏈接：
https://news.wisc.edu/unraveling-threads-of-bizarre-hagfishs-explosive-slime/
https://www.nature.com/articles/ncomms4534
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4931674/
https://www.nature.com/articles/srep30371
https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/01/hagfish-slime/581002/
https://www.popsci.com/hagfish-slime-expands/
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