港岭大联合研究分析福寿螺基因揭示其陆上产卵能力

常见于香港湿地及农田的害虫“福寿螺”靠进食水边植物维生，并黏附在陆上植物或石壆产卵，被国际自然保护联盟列为“全球100种最具威胁的入侵物种”。岭南大学（岭大）科学教研部及其合作团队剖析“福寿螺”及其近亲的基因图谱，发现牠们虽属水生动物，却拥有“陆上繁殖”的特性；卵块亦具有抗乾燥、紫外线及“御敌”的特殊能力⸺或源自其祖先于侏罗纪时期受病毒感染后，将病毒基因整合至自身基因进化而成。学者指出，未来有望进一步研发抑制剂根治螺患。研究成果近日已发表于国际顶级期刊《先进科学》。

研究团队由论文通讯作者岭大科学教研部助理教授（校长卓越青年学者）叶志豪教授，联同香港浸会大学邱建文教授、中国海洋大学孙进教授，以及多位国际软体动物专家组成。

团队指出，远古大陆自1.28亿年前分裂后，生长于淡水环境的“福寿螺”祖先便分道扬镳，分布在亚洲和非洲，以及散布于美洲各自进化。分析发现，两个福寿螺支系，包括亚非的“瓶螺属”（Pila属）及美洲的“福寿螺属”虽在超过一亿年前已分化，却各自独立演化出相似的陆上产卵生殖特性。团队推断，“福寿螺”祖先早于1.45亿年前的侏罗纪时期，在远古大陆分裂前已遭受病毒感染，并将病毒基因整合至自身基因组，从而推动牠们演化成能够在“陆上产卵”的繁殖特性，减低卵块在水内受鱼等掠食者威胁的机会。

团队再利用“比较基因组学”分析来自亚洲、非洲及美洲等六个福寿螺物种的基因组，并与其近亲，包括田螺科及其他软体动物进行全基因组对比。结果发现，旧世界的“瓶螺属”（Pila属）和新世界“福寿螺属”的陆上产卵物种，其卵液中的PV1蛋白含量均超过百分之80，有助增强抗乾燥及紫外线的能力。

分析进一步发现，在新世界的“福寿螺属”中，包括“福寿螺”及“斑点福寿螺”，更有具神经毒性的蛋白PV2，为卵块提供额外的毒性防御，驱赶掠食者。团队指出，此卵液蛋白共同赋予特殊的神经毒性与物理防护特征，或有助推动“福寿螺”提升繁殖能力⸺生产像“迷你葡萄”的粉红色有毒卵块，令掠食者如鸟类和昆虫不敢进食，并使卵块能在空气中保持水分平衡，抵御乾燥和紫外线等。

叶教授表示，原产于南美洲亚马逊河流域的“福寿螺”曾被引进亚洲作为食用，因其体内带有可引致人类患上严重疾病的寄生虫，最终演变成入侵香港淡水生态圈的物种。每只“福寿螺”在一星期内能生产500颗卵，并啃食如通菜及西洋菜等水生植物，影响农作物生长；其惊人的繁殖能力，与本地原生淡水螺争夺生存空间，破坏湿地生态平衡，亦影响雀鸟及两栖类动物的栖息地，对环境造成严重破坏。

叶教授表示，过去香港防治螺患主要依靠人手清除卵块及施用化学农药，成效有限；而使用化学药剂亦可能对湿地生态及农作物造成污染。福寿螺并非自然界中唯一水生动物演化出陆上繁殖特性的物种，本次研究揭示动物由水域走向陆地繁殖进化史上的重要转折，我们发现两个螺类支系各自进化了超过一亿年，竟可发展出相似的离水产卵特性，这有助学术界理解病毒感染在推动生物适应环境及物种演化扮演的关键角色。未来我们希望深入研究保护螺卵的PV1蛋白，以开发针对该蛋白的生物抑制剂根治螺患，以减低福寿螺对生态带来的破坏。”

他期望以不破坏湿地环境与农作物的方式，从根源上抑制福寿螺的繁殖能力，为香港及国际的生态保育与可持续农业提供治本方案。（完）