Science Advances：海绵中含有前所未有的高毒性矿物钼

特拉维夫大学的一项新研究发现，埃拉特湾的海绵已经发展出一种独特的方法来赶走捕食者。研究人员发现，海绵中含有前所未有的高毒性矿物钼(Mo)。此外，他们还发现了使海绵能够储存如此高浓度的这种贵金属的细菌，并揭示了这两种生物之间的共生关系。 

该研究由TAU大学动物学院的博士生Shani Shoham和Micha Ilan教授领导。这篇论文发表在权威杂志《科学进展》上。 

研究人员解释说，海绵是科学上已知的最早的多细胞生物。它们生活在海洋环境中，在地球的碳、氮和硅循环中起着重要作用。海绵每天可以处理和过滤相当于自身体重5万倍的海水。有如此大量的水流经它们，它们可以积累各种微量元素，科学家们试图了解它们是如何应对砷和钼等有毒物质的。 

博士生Shani Shoham:“20到30年前，我们实验室的研究人员从印度洋桑给巴尔的珊瑚礁收集了一种名为Theonella conica的稀有海绵样本，并在其中发现了高浓度的钼。钼是一种微量元素，对包括人类在内的所有动物细胞的代谢都很重要，在工业上有广泛的应用。在我的研究中，我想测试在埃拉特湾的这种海绵物种中是否也发现了这种高浓度，它生长在27米以上的深度。我找到了海绵，分析了它的成分，发现它所含的钼比地球上任何其他生物都多:每克干重含46,793微克。”

 Shoham补充说:“像所有的微量元素一样，当钼的浓度高于其在水中的溶解度时，钼是有毒的。但我们必须记住，海绵本质上是一团中空的细胞，没有器官或组织。具体来说，在圆锥锥锥虫中，高达40%的身体体积是微生物社会——细菌、病毒和真菌与海绵共生。其中最主要的一种细菌被称为内毒素菌(Entotheonella sp.)，它是一种“排毒器官”，可以在海绵宿主体内积累金属。细菌囤积越来越多的钼，将其从有毒的可溶性状态转化为矿物质。我们不确定他们为什么这样做。也许钼保护海绵，宣布:“我有毒!不要吃我!”作为对这种服务的回报，海绵不吃细菌，而是充当它们的宿主。 

钼的需求量很大，主要用于合金(例如，制造高强度钢)，但据Shoham说，从海绵中提取钼是不切实际的:“浓度非常高，但当转化为重量时，我们只能从每块海绵中提取几克，而海绵本身相对罕见。海绵是在海洋农业中种植的，主要用于制药工业，但这是一项相当具有挑战性的努力。海绵是非常脆弱的生物，需要特定的条件。 

“另一方面，未来的研究应该集中在内毒素细菌积累有毒金属的能力上。几年前，我们的实验室发现了高浓度的其他有毒金属，砷(As)和钡(Ba)，在一种被称为Theonella swinhoei的conica近亲中，这种金属在埃拉特湾很常见。在这种情况下，也发现Entotheonella主要负责储存金属并将其转化为矿物质，从而中和它们的毒性。对这种细菌的持续研究可以证明对处理被砷污染的水源是有用的，砷是一种直接影响全球2亿人健康的严重危害。”