近日，厦门大学海洋与地球学院、海水养殖生物育种全国重点实验室冯丹青教授团队在综合性学术期刊Advanced Science上发表了题为 “Intertidal Warfare: Synergistic Allelopathy Mediates Spatial Competition between Two Marine Calcareous-Shelled Sessile Organisms”的研究论文。该研究揭示了潮间带两种具钙质外壳的附着生物白脊藤壶 (Balanus albicostatus) 与黑荞麦蛤 (Vignadula atrata)之间存在空间竞争，白脊藤壶释放两种化感物质协同抑制黑荞麦蛤的附着，首次证实了海洋钙质外壳底栖动物间存在化学防御机制，为海洋生物的化学生态学研究和海洋绿色防污技术研发提供了新视角。

研究背景

化学信息交流被认为是生物中古老且广泛存在的交流方式。化感物质在调控物种间相互作用、维持群落结构以及驱动进化过程中发挥重要作用，但相关研究在陆地生态系统中开展较多，对海洋生物源化感物质的鉴定及其生态意义和作用机制的研究则十分有限。传统观点认为，海绵、软珊瑚、海藻等身体柔软的海洋底栖生物缺乏坚硬的外壳保护，会产生化学防御物质，而藤壶、贻贝等具钙质外壳的海洋底栖生物依靠外壳进行物理防御，其化学防御机制研究长期受到忽视。

研究结果

研究团队在福建省厦门市潮间带进行了野外调查，发现在白脊藤壶附着密度越高的区域，黑荞麦蛤的附着密度越低，反之亦然，二者的分布密度呈显著负相关（r > -0.95），表明这两个物种间存在空间竞争。进一步通过室内实验发现，白脊藤壶的海水浸泡液可显著抑制黑荞麦蛤的附着（不影响其存活）（p<0.05），而黑荞麦蛤的海水浸泡液对白脊藤壶的附着却无显著影响，这表明白脊藤壶可释放出化感物质到海水中阻止黑荞麦蛤的附着，从而实现其对附着空间的竞争。

图1. 白脊藤壶释放化感物质抑制黑荞麦蛤的附着

为鉴定出化感物质，研究团队对白脊藤壶外套腔液的化学成分进行了 LC–MS/MS 分析，结合活性检测，发现两种常见的代谢物棕榈酸（PA）和1-棕榈酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（PGPC）具有化感作用。白脊藤壶释放的PA和PGPC以特定的配比（1:1.92）协同作用，抑制黑荞麦蛤分泌足丝、形成附着斑，并共同降低其足部粘附蛋白的粘附力。而在白脊藤壶释放到海水中的天然浓度下，这两个物质单独作用则无上述抑制效应，仅当共同存在时才具协同抑制效应。研究团队进一步发现，在此协同化感物质的作用下，黑荞麦蛤体内多种参与形成足丝的结构蛋白及酶（如 PreCol-NG、MFP2、MFP11、PPO、Tyr、BPP4）的基因表达量显著下调，在贝类附着中起重要作用的一种酶多酚氧化酶（PPO）的活性也明显降低，揭示了协同化感物质抑制黑荞麦蛤附着的作用机制。

图2. PA和PGPC协同抑制黑荞麦蛤的附着

图3. 潮间带的“战争”：白脊藤壶释放出化感物质防御黑荞麦蛤对空间的竞争

该研究发现了白脊藤壶释放出协同化感物质，通过抑制黑荞麦蛤足丝形成相关的蛋白基因表达及酶活，达到抑制黑荞麦蛤附着的效应，从而防御黑荞麦蛤对空间的竞争。该研究结果挑战了"海洋钙质外壳动物缺乏化学防御"的传统认知，有助于深入理解潮间带生物的种间关系，并为新型环保防污剂的研发提供了新思路。

该论文第一作者为厦门大学博士生李卓，通讯作者为冯丹青教授，合作者包括中国科学院深圳先进技术研究院硕士毕业生霍子欣、郭师峰研究员，崂山实验室梁宪萌博士，厦门大学博士生姚珊珊、硕士生赵祎然、王彦欣、工程师苏培以及柯才焕教授。该研究获得国家重点研发计划项目（2022YFC3103904）、国家自然科学基金项目（42376090）、福建省自然科学基金项目（2024J010003）以及福建省促进海洋与渔业高质量发展专项资金项目（FJHYF-L-2023-14）等研究项目的联合资助。

论文来源和链接：

Li, Z., Huo, Z., Yao, S., Liang, X., Zhao, Y., Wang, Y., Guo, S., Ke, C., Su, P. & Feng, D. (2025). Intertidal Warfare: Synergistic Allelopathy Mediates Spatial Competition between Two Marine Calcareous-Shelled Sessile Organisms. Advanced Science, e12644.

https://doi.org/10.1002/advs.202512644

供稿：冯丹青

编辑：苏颖

审核：陈芳奕 曹知勉