在大洋板塊交界處，巖漿加熱的高溫海水攜帶著高濃度硫化氫、重金屬等有毒物質，從海底裂隙中噴涌而出，形成獨特的深海熱液生態系統。熱液噴口附近的生態環境對大多數動物而言過于嚴酷，但阿爾文蟲卻能在高溫、高硫化氫和高重金屬的極端環境中繁衍生息并形成高密度群落。因此阿爾文蟲如何抵御環境毒素、適應極端環境，一直是學界高度關注的科學問題。
依托“科學”號深海熱液科考航次，中國科學院海洋研究所研究團隊深入研究了沖繩海槽熱液區的阿爾文科賀氏擬阿爾文蟲。該物種具有諸多獨特特征：它們呈現出罕見的亮黃色體色。研究團隊通過顯微結構分析發現，其體色來源于表皮細胞中分布的大量黃色顆粒，但這些顆粒的成分與其適應極端環境的關系尚不明確。賀氏擬阿爾文蟲是棲息位置最接近熱液噴口的動物，可在距噴口不足20厘米、硫化氫濃度極高的區域內成群棲息；相比之下，鎧甲蝦、貽貝等常見熱液動物只能生活在更遠處。此外，元素分析顯示，賀氏擬阿爾文蟲體內富集了大量無機砷。在部分個體中，砷含量高達體重的1%。砷是一種強毒性金屬，人類暴露后會導致癌癥、神經系統疾病等嚴重健康問題，但這些蠕蟲卻能在超高濃度砷環境下安然無恙。
進一步的組織化學與電子顯微分析揭示，賀氏擬阿爾文蟲表皮細胞內的黃色顆粒實為特殊礦物結構，這些顆粒主要由砷和硫構成，與標準的三硫化二砷完全一致。也就是說，其表皮細胞通過某種機制在體內形成了雌黃礦物。研究團隊結合全基因組測序與蛋白質組學發現，這些顆粒中顯著富集了多藥耐藥轉運蛋白（MRP）與血紅蛋白。前者是高度保守的砷轉運與解毒蛋白，后者則負責結合和運輸硫化氫。
基于以上研究結果，研究團隊提出，賀氏擬阿爾文蟲演化出一種獨特的 “以毒攻毒” 的砷-硫化氫偶聯解毒機制。具體而言，賀氏擬阿爾文蟲通過攝食含高濃度砷的生物膜獲取砷化物，這些砷在MRP蛋白的作用下被轉運，并富集到頭冠、表皮、鰓絲和消化道等組織的上皮細胞內。同時，硫化氫通過血紅蛋白被輸送至這些解毒細胞，兩種劇毒物質在細胞器內結合，形成不溶性的三硫化二砷礦物，從而被“鎖定”并實現解毒。
研究揭示了動物利用兩種環境劇毒物質實現自我解毒并適應極端生態位的獨特機制。這不僅為理解動物的適應性演化提供了新視角，也為生物礦化研究和環境毒理學開辟了新方向。
相關研究成果以A deep-sea hydrothermal vent worm detoxifies arsenic and sulfur by intracellular biomineralization of orpiment (As2S3) 為題，發表在PLOS Biology上。
研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃等的支持。