科学网—蜜蜂依靠双冲程螫针注射毒液
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2026-11-7 09:15
| 系统分类: 海外观察
蜜蜂依靠双冲程螫针注射毒液
与其他有毒动物不同，蜜蜂使用一套奇特的活塞结构来泵送毒素
蜜蜂蜇人的情况其实并不多见，但它们蜇刺的机制却格外特别。蛇、蜘蛛、蝎子、胡蜂等其他有毒动物，都是挤压毒囊，将毒液通过毒牙或者螫针喷射出去。而蜜蜂采用的却是一套活塞泵结构 ——这种结构在机械设备中很常见，在自然界却十分罕见。如今借助高速摄像技术，科学家终于揭开这套精妙结构的工作原理。
蜜蜂螫针的工作端，由坚硬鞘套内的两根细小矛刺构成，矛刺连接着毒囊。当蜜蜂落下来发起蜇刺时，矛刺带倒钩的尖端刺入受害者皮肉；蜜蜂飞走的一瞬间，矛刺、鞘套连同毒囊会一并从蜜蜂身体上撕裂脱落。这个过程会直接导致蜜蜂死亡，但脱落下来的这套器官，还会继续向受害者体内泵入毒液。
一个多世纪以前，生物学家就观察到：蜜蜂毒液在流出螫针之前，会先流入一个膨大的球状结构；球体内有两个与螫针矛刺相连、类似活塞的构造。虽然人们很早就猜测这个微型装置起到泵的作用，但始终没有直观观测到它的实际运作过程。《美国国家科学院院刊》刊发的一篇论文，详细描述了这套机制。悉尼新南威尔士大学与麦考瑞大学的研究人员，从人工饲养蜜蜂身上取下螫针，把它刺入一块模拟人体组织的透明材料中，近距离拍摄记录整个过程。
每一个活塞都是一块棒球帽形状的柔性瓣片，固定在矛刺上端，伸入螫针的球状腔体内。当其中一根矛刺向下运动，下端进一步扎进皮肉；与此同时，矛刺上端的活塞瓣片在球腔内展开，形成密封，就如同注射器推杆上的橡胶密封圈。矛刺向下移动时，一方面把毒液从螫针挤出，另一方面又把更多毒液从毒囊抽吸进球状腔体。
而当这根矛刺向上回撤时，这块瓣片就会收拢塌陷；另一根矛刺的瓣片随即在腔体内形成密封，随着第二根矛刺向下运动，继续向外推送毒液。两根矛刺如此往复交替运动，让毒液能够持续不断地向外输出。
研究人员表示，蜜蜂螫针的结构已经给微型针头的设计带来启发，例如用于皮肤给药贴片。他们也希望，这套活塞泵原理，能够助力生物医学设备微型泵的研发。
Honey bees inject venom with a two-stroke stinger | Science | AAAS
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