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说到蓝色血液,让人很容易想起科幻小说卫斯理系列中的蓝血外星人。
但在现实生活中,地球上的蓝血居民——鲎(hou,第四声),却处境尴尬。
每年都会有50万只鲎被活体取血,原因是其独一无二的医学价值。
只要你打过针或享受过现代医疗,都必须感谢这种蓝血生物的牺牲。
只是因为索取无度,才20余年中国沿海的鲎已从遍布海滩到几乎绝迹。
而对这种相貌诡异的海中“丑八怪”,人们竟都能开发出各种食谱,使其陷入生存困境。
怀疑鲎是盗墓笔记中尸蟞的原型
鲎,虽又马蹄蟹,但却与螃蟹关系不大,是一种节肢动物。
它的祖先出现在天地混沌的古生代泥盘纪。
那时,恐龙还不是地球的霸主主,原始鱼类也才刚诞生。
2008年发现的鲎化石,距今4.45亿年
而随着时间齿轮的转动,其他动物灭绝的灭绝、进化的进化。
只有鲎阅近了地球劫难,还几乎保持着几亿年前的原始样貌。
因此,有科学家则称它们为“演化呆滞的类群”,也就是我们说的“活化石”。
不过除了年代久远、骨骼精奇外,鲎的蓝色血液才是更大卖点。
也正是这种奇特而诡异的血液,才让鲎的种族有能力傲视其他动物存活四亿年。
常见的血液之所以呈红色,是因为绝大多数血液是靠铁基血红蛋白将氧运输至全身。
铁和氧结合时,就呈现出了我们肉眼可见的红。
但在鲎身上,铁却被换成了铜,而铜氧化的颜色正是蓝绿色。
所以相对于“血红蛋白”,鲎的呼吸蛋白则被形象地称为“血蓝蛋白”。
鲎的血细胞
不过,鲎血最神奇的地方并不在于颜色,而是其独一无二的抗菌能力。
鲎最喜欢呆的地方之一正是海边。
但我们知道海边又是一个极其肮脏的地方,一克海底沉积物中大约就含有10亿个细菌。
而且鲎却不像人类一样拥有层层屏障,它的血液循环系统是一个相对敞开的格局。
鲎体内存在着较大的血腔,里面四通八达的,可以允许血液与组织的直接接触。
所以细菌只要在鲎壳的某条缝中钻入,它就能轻松地在鲎的体内畅通无阻地遨游。
此外,鲎属于节肢动物,也不曾拥有可以对抗感染的白细胞。
不过,为了不让自身被细菌吞噬,鲎的血液也演化出了有别于人类的保护机制。
白细胞吞噬
虽然没有白细胞,但原始的鲎血中却拥有一种神奇的阿米巴样细胞(具有流动性)。
当与细菌接触时,阿米巴样细胞并不会像白细胞那样将细菌吞噬,反而是立即萎缩破裂。
这样释放出来的化学物质,便会使血液局部凝固,从而能将有害的细菌包住,阻断了疾病的传播。
只是蓝色血液使鲎躲过细菌的侵袭,但也召来了人类的捕捉。
可谓“成亦蓝血,败亦蓝血”。
1956年,Fred Bang在研究鲎的血液循环时,就发现一只鲎的古怪死状。
那只大面积感染了革兰氏阴性细菌的鲎,几乎所有血液都凝结成了胶体状。
Fred Bang
经过多次试验,Bang最终发现原来是细菌产生的内毒素*,激活了鲎血阿米巴样细胞中的一种酶,致使血液凝固。
而利用鲎血的这种生物特异性,他也开发出了一种的细菌检测剂——鲎试剂(LAL, Limulus Amebocyte Lysate鲎阿米巴样细胞裂解物)。
*注:细菌毒素可分为两类,分为外毒素(Exotoxin)和内毒素(Endotoxin)。外毒素是细菌生长过程中分泌到菌体外的毒性物质,产生外毒素的细菌主要为革兰氏阳性菌,部分为革兰氏阴性菌。而内毒素则为革兰氏阴性菌的细胞壁产物,只有当细胞死亡后才表现出其毒性。
这种试剂不但反应迅速且灵敏度极高,能揪出细菌存在的蛛丝马迹。
哪怕溶液中细菌内毒素的浓度只有万亿分之一,这种鲎血提取物都能发挥作用,使澄清的溶液变成凝胶状。
若样品没有受到细菌污染,血液凝固现象则不会发生,可判定为无菌。
其实细菌一直在威胁着人类医疗系统的安全。
任何东西只要进入到人体,就必须要求无菌,如外科植入物、注射或其他治疗过程等。
这里指的无菌不但指没有活菌,而且还要求无热原(内毒素正是热原更大的一类)。
否则病患就极易产生热原反应,寒战、发热、头痛、呕吐、肤色灰白、休克、严重则致死。
然而细菌又无处不在的,所以检测就显得尤为重要了。
如果不作细菌检测就应用于人体,将会有无数人死于不卫生的注射等。
家兔热原检测
在鲎试剂被发明之前,检测细菌毒素的“家兔法”是既昂贵又笨拙
首先是将样品注射到兔子的体内,之后再要求工作人员每隔30分钟检查一次兔子的体温变化。
兔子对内毒素虽比较敏感,但也要至少3个小时,才能判定样品存在细菌内毒素。
但如今,我们只需要将鲎试剂加入被测材料,反转几次就能从有无凝固看出结果。
所以鲎试剂一经推出,便迅速替代了低效的家兔检测法,并成为了一个大产业。
它可以广泛应用于针剂药品、生物制品、血浆制品、抗癌药物等的内毒素检测。
此外,在临床上鲎试剂也适用脑膜炎、霍乱、鼠疫、百日咳等由革兰氏阴性细菌的疾病的快速诊断,有利于争取治疗时间。
所以说,我们每一个人都受过这种蓝血生物的恩惠。
鲎的活体取血现场
因其独一无二的医学价值,鲎的血液也成世界上最珍贵的血液之一。
1升左右的鲎血液价值就可高达15000美元,不逊于黄金。
而每年都会有50万只鲎被带进实验室“献血”,为人类医学做贡献。
首先,工作人员会把鲎的腹部和尾部弯折固定。
之后鲎的心包会被钢针刺入,并取出总血量30%左右的血液。
这个采血过程大约需要一至三天,待鲎恢复正常后再放归大海。
虽然不算杀鸡取卵,但不同的数据显示,有10%~30%的鲎会在采血过后死亡。
所以这也就意味着,每年仍有超过5万只鲎会在“献血”中死去。
此外,在采血后鲎也会活力大减、行动缓慢。
与其他未经采血的同伴相比,进过实验的鲎也变得对潮汐不敏感,交配概率下降、产卵量锐减。
不过幸好,科学家们对这个问题并非无动于衷。
从上世纪80年代起,共历时十余载,世界上之一个非鲎血测试盒终于在2003年面世。
虽然在商业推广的道路上还步履难行,但已有越来越多的制药企业加入到此行列中。
或许在不久的将来,鲎的“强制献血”活动也会慢慢绝迹。
但就算制药企业已不再需要鲎的蓝色血液,他们就能逃离悲惨的命运吗?答案可能是否定的。
至少从过去到现在,鲎一直都没有得到过人类的优待。
早在美国的殖民地时期,人们就曾用“鲎肥”给土地增肥。
数以百万计的鲎被捕捉起来,碾碎成肥料,有的则成了猪饲料。
后来,渔民也发现用鲎作饵可以捕捉海螺。
因此从90年代,它们再一次遭了殃,捕获量再次走高。
鲎肥
而在中国,鲎的命运也好不到哪里去。
栖息地的劣化消失,以及人类的过度捕捞等原因,使得中国鲎族群陷入大量衰退的困境。
上世纪80年代,鲎试剂初引进我国,鲎试剂厂就如雨后春笋般涌现。
市场的需求也导致大量中国鲎被捕获。
然而在采血不规范、保护力度不足的大环境下,大量鲎最终走向死亡。
此外,大多数鲎被取完血后,也被“物尽其用”地榨干了剩余价值。
它们不会被放归海洋,反而是将鲎的尸体用于堆肥、又或是作食材出售。
长期的跟踪调查后,研究人员发现中国北部湾的中国鲎种群数量,在过去20年间下降了90%。
在海边长大的朋友应该更深有体会。
这些年来,鲎的价格都已经不知翻了多少番。
从过去的廉价到没人想吃的海产,一下子变成了名贵的“山珍海味”。
但事实上,鲎真的不算什么人间美食。
它本身肉就少,且肉质偏硬偏柴,鲜味不足之余又腥味极重。
看到有人形容“食后几天连排出的尿液都腥臊不已”。
若不经过各种复杂的加工调料,如制成潮汕鲎粿,一般人都难以入口。
而用美食家蔡澜的原话,就是“弃之可惜,但又食之无味”。
鲎粿的 *** ,鲎的米珠需经过烹调炒熟,鲎肉经腌制,日晒,才能做成鲎酱,这些鲎酱才是 *** 鲎粿的主要材料
此外,鲎肉有一种大分子非特异蛋白致敏性物质。
吃鲎可引发皮肤过敏性斑疹、红肿和搔痒,严重时导致过敏性休克或致死性毒性反应,中毒的死亡率较高。
而外形与中国鲎极为相似的圆尾鲎更是不能食用,其体内的河豚毒素分分钟让贪吃者命丧黄泉。
A为圆尾鲎,E为中国鲎
只是物以稀为贵,由于资源变得稀缺,中国鲎反而病态地在饮食市场受欢迎了起来。
其实不要光想着吃,鲎本身的价值可能远超人类想象。
除了造福万民的鲎试剂外,早在上个世纪一项关于鲎的研究就曾获得诺奖。
鲎的复眼上有许多小眼
鲎有四眼,其复眼更由800-1000个相对独立的小眼组成。
而鲎复眼里的神经细胞也是最容易获得的,所以一直都是视网膜生理学研究的重要对象。
著名生理学家哈特兰(Hartline,Haldan Keffer)就是通过鲎眼,发现了“侧抑制”现象:
当光照面积由一个小眼向附近一个小眼扩大时,前一小眼所发出的电脉冲
强度非但不增加反而减弱。
换句话说就是,当一个小眼受光照 *** 时,它周围的小眼反而受到了抑制。
“侧抑制”错觉图,AB处颜色其实相同
“侧抑制”错觉图,图中为静态图,只有白点
有了这种侧抑制,眼睛就可以增强影像的边缘反差、略去细节突出轮廓,使主观视野更清晰。
基于此发现,哈特兰也获得了1967年的诺贝尔生理学或医学奖。
而这种“侧抑制”原理,也为当代仿生学提供了灵感,被应用到电视和雷达系统中,极大地提高了成像清晰度和灵敏度。
鲎能熬过几亿年的地球风霜,必然有两把刷子。
我们暂且不提过河拆桥的可能,人类能否将其研究透彻,把价值真正“榨干”还是未知数。
而一味将一个物种的价值框死在“吃”上,也未免太没远见了。
*参考资料
The History of Limulus and Endotoxin.NC State University
The Blood Harvest.The Atlantic.2014.02.26
同样是鲎,为什么中国鲎濒危了?.物种日历
陈章波,范航清,廖永岩,邱广龙,谢蕙莲,林吴颖.面临生存困境困境的动物活化石——鲎.科学
来源: *** E科技故事
编辑:Tiramisu(Y243)
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你能想象得到吗?在自然界中有这么一种生物,它不仅是当今世上存世时间最长的生物,也是地球上唯一一种血液中含有剧毒的生物。
这种生物,就是被民间称为“马蹄蟹”的鲎(读音同‘后’)。
从现有的科学研究来看,鲎一共存在着四个种类。除了有一种鲎生活在北美洲东部海岸线之外,其他的三种鲎则广泛地生活在东南亚一带。
生活在不同的地方,鲎的名称自然也就有所不同。而且除了名字不同之外,四种鲎的外在表现也各有一定程度上的差异。比如说美洲鲎,成年之后的体型最长可以达到六十公分。而生活在东南亚一带的中国鲎、南方鲎和圆尾鲎成年之后,体型更大也只能长到四十公分。
上世纪三十年代初,鲎这种生物之一次被科学家们发现的时候,很多人都将这种从远古走来的生物当做了螃蟹的一种近亲。
而且由于生活在水中的原因,所有鲎的外在表现看起来与螃蟹都相差不多,都是由头胸部、腹部组成。只不过比起螃蟹来,鲎多了一条长长的剑尾罢了。等到了四十年代,鲎被当成螃蟹过了几年之后,科学家们才从对鲎的研究中发现它和螃蟹的不同。那个不被人们当做一回事儿的剑尾,却成为了区分鲎和螃蟹的重要依据。不同于螃蟹,鲎身上这么一根看起来没什么作用的尾巴,却是帮助鲎在海水中稳定方向的主要工具。除此之外,剑尾也能够在鲎被海浪打翻后,帮助鲎迅速的翻转身体。
于是乎,当鲎和螃蟹“分家”之后,人们对这种生物的研究也越发频繁了起来。
又经过了几年时间的研究过后,科学家们猛然发现,这种一开始被当做螃蟹的生物竟然和生活在陆地上的蜘蛛是“近亲”。
除了这一点之外,鲎的源头和发展轨迹也让研究人员眼前一亮。因为在生物历史上,鲎的存在时间可以一直追溯到地质历史时期的古生代奥陶纪。要知道,古生代奥陶纪距今可是有着五亿多年时间。而且在五亿多年的时间里。地球上可是经历过许多次生物大灭绝的。
能够从五亿多年前活到现在,鲎也因此在生物学界内有了一个“活化石”的称号。
说完了鲎的“个人简历”,我们再来说说鲎的“特长爱好”。
作为“活化石”,鲎的身上自然有着现代自然界中的生物无法企及的特点。在一众特点之中最为特别的,就莫过于鲎体内那含有着剧毒的“蓝色血液”了。
鲎身上的血液量极少,这一点与自然界内所有节肢动物一样。但可别看这血液量少,毒性却是堪比“黑寡妇”蜘蛛的。在东南亚一带,一些将鲎搬上了餐桌的地区,每年都会出现不少的因食用鲎导致中毒死亡的案例。
当然了,鲎血的作用也是相对的。有毒的东西放在合适的地方,自然也就能够发挥出意想不到的作用。
在一九五六年的时候,一位来自北美的动物学家弗雷德里克·邦在实验过程中出现了意外,致使一只被研究的鲎感染细菌而死。在发现这只鲎的死亡之后,弗雷德里克立刻对这只鲎展开了研究。在研究过程中,他发现鲎的血液在感染到细菌之后,会迅速的凝结成一种胶状物质。而这只鲎也因为血液的凝结,最终失去了生命。
这一发现立刻激起了弗雷德里克的研究欲,在经过反复研究确认之后,弗雷德里克得到了鲎血能够检验细菌的结论。也正是他的这一结论,在当时的科学界引起了重大的反响。
要知道在当时,各国都在为细菌污染的问题感到烦忧,部分西方国家为了能够顺利地保存从无菌实验室中送出来的东西,简直是费尽了脑筋。而会因为感染了细菌凝结成胶状的鲎血,却正好填补了这一方面的需要。于是乎,在弗雷德里克的带头下,我们先进仍在使用的“鲎试剂”就应运而生。
只不过这种完全依靠鲎血制造的“鲎试剂”对鲎这个种类的生物伤害太大,以至于在“鲎试剂”成为各国专家们的实验必备之后,鲎在短短的几十年时间里就成为了新的濒危物种。而伴随着鲎的减少,“鲎试剂”的价格也在国际社会中水涨船高。从最初的几百美金一剂到现在的几千甚至几万美金一剂。
当然了,这种状况咱们都知道,身为消耗主力军的科学家们又怎么可能会不知道呢。从二零一一年开始,世界各国都已经顺利完成了鲎的人工养殖基地,毕竟人工养殖的鲎血液也是完全可以发挥出应有的作用的。
作为大自然中的神奇物种之一,鲎既然能够从几亿年前一直存续至今,那么在自然界中,鲎的存在就一定是有着独属于它们的意义。为了不至于让这一“活化石”就此灭绝,人工开展养殖的重要性自然不言而喻。当然了,如果东南亚的某些国家能够从此明令禁食用野生鲎的话,想必鲎的生存环境也一定能得到极大的改观。
5亿年前就有的生物,蓝色血液剧毒,却“一滴千金”
比恐龙出现还早的生物,蓝色血液毒性堪比蜘蛛,却很值钱
中华鲎被提升至“濒危”等级,但还有人在抓它煲汤中华鲎,“濒危”了。
今年3月,在世界自然保护联盟(IUCN)红色名录里,中华鲎的等级从原本的数据缺乏(DD),更新为濒危(EN)。这意味着“在可预见的不久将来,其野生状态下灭绝的概率高”。
曾经遍布中国南方沿海的中华鲎,怎么走到了“濒危”的境地?
比恐龙还“老”的活化石
鲎(读
几亿年来,鲎的外形没有太大变化。头胸甲略呈马蹄形,腹部呈六角形两侧有棘刺,尾部是一根长长的尾剑。
图:一对中华鲎 林吴颖拍摄?美境自然
全世界目前有4种鲎,分别是美洲鲎,圆尾鲎,南方鲎,中华鲎。
中华鲎是全世界更大的鲎,中国南方的福建、广东、广西、海南等地,曾分布着数量巨大的野生中华鲎种群。每年夏天,成年鲎会纷纷结对到沙滩上产卵,幼鲎长大之后会慢慢游回海里,在海底真正的长大。
鲎对环境有超强的适应能力。当温度太低或太高时,鲎会钻进泥沙或者水底以缓解温度对它的伤害。独特的生理结构、生活习性,让鲎在历史长河中安全度过了一次次生存危机。
直到上世纪90年代,中华鲎的命运发生了大转折。
为医学献身
鲎的血液很神奇,是蓝色的。这是因为它体内没有含红色铁离子的血红蛋白,而是富含铜离子的血蓝蛋白。
更神奇的是,鲎血的变形细胞中含有凝固蛋白原,遇到细菌内毒素会发生反应。鲎血制剂被用于快速检测药品和医疗用品是否被细菌污染,广泛应用于医学领域。
今天,我们到医院抽的每一管血、注射的每一剂疫苗或药物,都得益于鲎试剂的“保驾护航”。
图:提取鲎的血液
90年代,鲎试剂引入中国,鲎试剂厂大量涌现。市场对鲎血的巨大需求催生了对中华鲎的大量捕捞。
鲎在取完血之后,一般来说根据美国的标准,会把它放回海里。但在中国,那些没有在采血过程中死亡的中华鲎,又作为食物被卖到市场,将鲎壳作为几丁质原料卖给工厂、将鲎的尸体用于堆肥……
图:北海的鲎私宰场 梦马拍摄 ?美境自然
广西北部湾沿海地区被看作是鲎在中国最后的避难所。阿拉善SEE劲草伙伴美境自然科学保护团队分析历史数据发现:北部湾一带的中华鲎种群数量在近30年间下降了90%以上;又通过五年的调查发现,鲎的数量依然每年在锐减,命运岌岌可危。
鲎,快被吃没了
事实上,鲎被作为食物古已有之。文献里记载:沿海人民“偶食鲎”。但并不是人们常规的饮食习惯。
现在就不一样了,鲎的食用形成了一个不健康、没有规范的全民市场。由于资源越来越稀缺,中华鲎在餐饮市场反而更受欢迎,价格飙升。
图:被捕捞的鲎
图:餐厅里的鲎 ?美境自然
尽管中华鲎被广西、广东、福建列为重点保护动物,禁止任何单位或个人非法捕杀、收购、加工携带。但翻开新闻,倒卖、捕杀中华鲎的消息依然层出不穷。
市场上甚至还有人在推销鲎的各种“食补”功能,比如“催奶通乳”、“清热解毒”之类的。
除了食用,人类其它活动也对中华鲎造成巨大影响。比如滩涂的开发、红树林的破坏、填海造陆等,让鲎失去了赖以生息的栖息地。值得一提的是,中华鲎生长周期很长,需要近13年才能完成繁殖,所以想要依靠人工手段进行养殖非常困难。
图:垃圾堆里翻找出的中国鲎 杨金龙拍摄 ?美境自然
如今,中华鲎被评定为濒危(EN)物种,将会加强全世界对鲎类的关注,促进鲎类的科学研究和保护。而等级评估只是保护的开始,未来还需要持续的监测和研究、推动政策法规的完善。
作为普通人,我们能做的或许不多。但拒绝购买、食用中华鲎,应当成为每个人的行为自觉。
“每一个物种的消失,都是人类走向孤独的脚步。”我们别做空前绝鲎的一代人。
*本文部分文字图片资料来自“美境自然”(公众号:BRC-GX)。美境自然(全称广西生物多样性研究和保护协会)是广西更具影响力的自然保护组织,通过提高当地人的保护能力和促进公众参与来保护桂西南喀斯特生态系统和北部湾滨海生态系统。2015年,美境自然成为阿拉善SEE“劲草同行”项目伙伴。
蓝色血液疑似外星生物,但它却救了数百万人,神秘的活化石鲎它被称为是活了4亿年的“活化石”,后来靠蓝色血液救人百万,如今,却被人类榨干最后一滴血,提起蓝色血液,你可能会联想到外星人,而地球上的这位蓝血居民:鲎的处境却很尴尬。
每年都会50万只鲎被迫“献血”,原因就在于人们看上了它独一无二的医学价值,为此,世界卫生组织下属机构曾专门发文指出,未来几年里,人们对鲎试剂的需求量将呈爆发式增长,如果说人们不提高鲎产量的话,那时,医务人员们检测细菌的效率将会明显降低,总的来说,这件事绝非危言耸听,要知道上世纪90年代的时候,约有60万对鲎在北海湾繁殖,到了2010年的时候,这里仅仅只有30万对鲎能够正常进入繁殖期。这间接导致鲎血的价格已经上升到了每升6-10万元,鲎试剂的价格也因此成为了医药用品里的抢手货。
很难想象,在4.38亿年前,鲎就已经出现了。当时地球上还没有恐龙这么一说,这种恐怖的甲壳生物就已经在海底称霸了,它有着很强的繁殖能力。我们现在看到的鲎,它的外壳都很厚实,四周生长着钳子,它的背后还拖着长长的尾巴,看起来很凶,但其实这种生物没有你想象的那般强悍,它们的胆子很小,通常来说,也很少移动,这些小家伙很喜欢生活在温暖的浅海区,有时候它们会被冲上海滩,因此渐渐被人类发现。
那么它为何能在海洋称霸呢?首先我们要知道,铜离子有着很强的抑菌的能力,鲎所在的海底环境,可谓是细菌遍布,从相关研究来看,1克海底沉积物里约有10亿个细菌,鲎该怎么办?身为节肢动物的鲎,它的血液循环系统相对于哺乳动物而言相对开放,细菌基本只要通过它外壳的某个缝隙,就能钻进去,届时,就能在鲎的体内畅通无阻。虽说它没有吞噬细菌的白细胞,但它的体内有一种名为阿米巴样的神奇细胞,这种细胞在流动时,能将遇见的有害细菌立刻“自爆”,它释放出来的特殊物质还能凝固周围的血液,从而有效的铲除那些有害细菌。
1952年,可以说是鲎的高光年,那年,人们得到了鲎试剂。在这种试剂面前,哪怕是浓度仅有万亿分之一的细菌毒素,它都会让试剂变为胶体状,由此,细菌在人类面前开始变得无处遁形。在那之后,鲎试剂普遍用于针剂药品、抗癌药物等的细菌毒素检测这件事上,从而保证这些产品百分百无菌,可以说,每一个人都曾得到过这种蓝血生物的恩惠。据说,在临床上,人们也会用到鲎试剂,比方说用于脑膜炎、霍乱等致病菌的快速诊断方面。欢迎评论留言,喜欢本期视频的小伙伴别忘了点个关注,我们下期再见。
一升鲎血卖到10万,新冠疫苗上市离不开它,前方急需,后方被急吃不知道最近的小伙伴开始打第三针新冠疫苗了没有,我国累计新冠疫苗接种量已经超过25.5亿剂次,不过,这么庞大的疫苗数量,离不开一种水生生物的功劳,它就是鲎(音同后),新冠疫苗成功上市需要鲎血的检测,而因为疫苗研制的巨大消耗量,1升鲎血的价格已经猛涨到10万元级别,而且这一数字还会变得更高。
那么鲎到底是什么神奇的生物呢?它的血又有什么奇特之处,为什么说前方急需的同时,后方却被“急吃”呢?
挺过4亿年,一朝成名
在距今约4亿年的古生代泥盆纪,那个时代陆地才刚刚出现森林,没有植食性动物,海洋中邓氏鱼称王称霸,鲨鱼的祖先裂口鲨各种东躲 *** ,三叶虫数量开始退居“二线”,而鲎的祖先,开始登上了历史的舞台。
经过4亿年的风风雨雨,鲎的外貌定格在了距今约2亿年的侏罗纪,此后似乎卡在了生态位的“死胡同”中,之后再也没有太大的变化。
鲎形似蟹,身披青褐色马蹄状硬甲,因而被称为“马蹄蟹”,但是它可和螃蟹一点血缘关系都没有,反而和蜘蛛、蝎子,以及早已灭绝的三叶虫是亲缘关系。
厚重的硬甲,缓慢的行动能力,极少的含肉量,鲎将自己进化地看起来没有用、不好吃也没有威胁的样子,估计也是它们的这种“努力”,才躲过了无数掠食者的捕杀。
如果不是上个世纪50年代那个叫做弗瑞德·邦的美国医药研究人员,今天我们看待鲎的态度,和4亿年以来所有的捕食者对待鲎的态度,估计没什么两样,除了它比较特殊的蓝颜色血液。
鲎血的特殊性被发现
1956年,弗瑞德在研究一只鲎的血液循环系统时,发现一只鲎的死状非常凄惨,它全身的血液都凝固成胶体状,检测后发现是因为大面积感染了革兰氏阴性细菌,根据以往的经验,革兰氏阴性细菌并没有让血液凝固的特殊本领,这引起了弗瑞德的兴趣。
经过多次的研究,弗瑞德发现并不是细菌有特殊功能,而是鲎血的独特能力,细菌细胞壁上产生的内毒素激发了鲎血中特殊的酶,这才导致了血液的凝固。
原来,因为鲎的生活的海床比我们想象的要脏得多,每克沉积物所含的细菌数量就能达到10亿级,而鲎并没有哺乳动物层层的防护,也就是说从硬甲缝挤进去的细菌,就可能跟随血液进入身体的任何地方。
这事放到哺乳动物身上,遨游的细菌会遭到白细胞的追杀,但是鲎这种老古董可没有这么高的“配置”,好在鲎血中含有一种阿米巴样细胞,它在遇见细菌的时候会迅速破裂,释放出的酶可以迅速凝固周围血液来包住细菌,阻断了细菌的为祸。
弗瑞德根据这一特性,研制出了鲎试剂。这种生物试剂非常的灵敏,被测溶液中细菌内毒素的浓度只有万亿分之一,鲎试剂都能发挥作用使澄清的溶液变成凝胶状,这种特性让鲎试剂在医疗方面大放异彩。
任何进入人体的医疗物品,都要求无菌,这里的无菌不仅仅是没有活的细菌,连死的细菌也不能有,一旦医疗物品被细菌污染,进入人体后就会引起免疫反应,极易产生热原反应,严重可威胁病人的生命。
在鲎试剂发明之前,检测细菌毒素的 *** 一般是非常拙劣的“家兔法”,因为家兔对细菌的内毒素比较敏感,所以排排坐的家兔会被注射样品,之后3个小时检测家兔体温之后,才能判断出样品到底有没有被污染,而且家兔提前7天测量体温保证无发热状态,试验之后间隔3周才能再次注射,非常的低效。
鲎试剂的出现,让检测变得非常的高效和便捷,广泛地被应用在各种要求无菌的产业中,这也导致了鲎需求量激增,鲎本身肉就没多少,血液含量更是少得可怜,结果就是每年超过50万只的需求量。
前方急需,后方急吃
昂贵的鲎血导致了大量的鲎被放血榨干,全球鲎数量以极快的速度下降,这也引起了国际上的重视,再不保护鲎真的有可能被捉干净,于是“定量采血”开始流行起来。
持续两三天大约采集30%的总血量,之后鲎就会被重新放归大海,由于其强大的造血能力,理论上被采出的血液在两周内就会被补充。
看似不再杀鸡取卵的可循环利用方式,并没有取得理想中的效果。大约10%-30%的鲎会在采血过程中死亡,被采血的鲎还会出现活力大减,对潮汐不敏感,交配率下降的种种情况,有部分鲎在放归大海后不久就会死去。
鲎的繁殖成功率并不高,幼年鲎要经过16次蜕皮才能达到性成熟,单单成长期就长达9-12年,能成功存活到成年的不足1%。
大量的鲎因采血而死亡,后续的种群数量就很难补充,美国的特拉华湾是鲎的主要产卵地,但是2019年在这里产卵的鲎只有33万只,而20年之前,这一数字多达124万只,所剩不足30%,虽然之一个非鲎血测试盒在2003年面世,但是鲎试剂无可比拟的可靠性,让其地位无法被取代,美国就要求进口的新冠疫苗必须经过鲎试剂测试。
我国在80年代之后开始大规模使用鲎试剂,鲎在国内主要分布于广东、广西、福建沿海海域,极大地需求量导致鲎的数量锐减,我国每年鲎试剂的需求量在1000万剂左右,这就意味着每年要有10万只鲎提供血液,鲎血成为了稀缺品。
而与前方医疗急需的同时,鲎血的特殊功能被谣传成独特的食用价值,形成了后方“急吃”的局面。
自80年代以来,一股食用鲎的热潮在主产区蔓延开来,原本丢在路边没人要的鲎,从90年代40元左右一只的价格,到2000年后涨到了150元以上,福建平潭岛是我国享誉世界的产鲎区,结果因为当地大量食用,曾在上世纪末一度难寻鲎迹。
我国将鲎列为二级保护动物之后,紧急设立了遂溪、平潭岛、南三岛、北海湾四个鲎保护区及周边25个观测点,但是保护力度的加强, *** 了后方进一步的“急吃”,甚至发展到从东南亚国家走私鲎的程度。
好在国家对食用鲎的打击力度不断提高,加上人工育苗及海区放流的成功,在一定程度上挽救了鲎的局面,但鲎冬季需回归深海越冬,导致鲎人工养殖还不成熟,未来鲎之路,依然困难重重。
1升血10万块,鲎血为什么这么值钱?它能够救命1升血就价值10万块,如果有什么动物的血具有如此高的价值,那么这种动物恐怕很难在世间存活,然而事实上这种动物真的存在,它就是鲎。
鲎是一种十分古老的节肢动物,它的历史可以一直追溯到4亿年前的泥盆纪。作为一种动物,鲎可以说是演化得非常成功,根据出土的化石进行比对,在4亿年的时间里,鲎的形态几乎没有发生过任何明显的变化。我们知道,一种动物能够存活下来必须要具有良好的环境适应能力,而环境是不断变化的,所以动物也必须要通过不断演化来适应新的环境,所以很多动物和它的祖先相比,早已经演化得面目全非了,但鲎不一样,它仍旧保持着原始的样貌。
鲎始终保持着原始的样貌,这说明它的演化简直就是一步到位,能够适应各个时期不同的生存环境。
从外表看起来,鲎的防御力简直是无懈可击,因为它的整个身体都被厚重的铠甲所覆盖,但有趣的是,海洋中拥有厚重铠甲的古生物并不在少数,为什么只有鲎存活了下来呢?生物进化的过程就类似于一场军备竞赛,取得进化优势的生物往往会给其它生物带来灭顶之灾,而拥有铠甲的海洋节肢动物的灭绝就与鱼类的成功进化有着直接的关系,在泥盆纪时期,鱼类开始逐渐进化出了下颌,这些大型有颌鱼类很快成为了海洋节肢动物的噩梦,不管你的铠甲有多么厚重,总有一款下颌适合你。
强大的下颌轻易便破开了节肢动物的铠甲,于是这些覆甲节肢动物很快走向了灭绝。
鲎能够存活下来并不是因为它的铠甲比别人更加厚重,而是因为它生活的区域并不与这些大型有颌鱼类相重合,它生活在浅海,而大型有颌鱼类全部生活在深海。没有大型有颌鱼类的威胁,鲎在海洋中可谓是没有敌手,外加上它们拥有不错的繁殖能力,一次就能产卵200枚以上,所以在4亿年的时间里,无论环境如何变化,始终都能保持不小的种群数量。然而,鲎不会想到,有一种叫作“人”的生物进化出了智慧,并逐渐形成了文明,随着文明的不断进步,人类发现鲎这种东西大有用途。
鲎对人而言,最有用的部分就是它的血液,蓝色的血液。
在自然界中拥有蓝色血液的生物并不多见,但这也并不奇怪,红色的血液是因为其中含有大量的血红蛋白,而蓝色的血液则是因为其中含有大量的血蓝蛋白,血红蛋白之所以呈现出红色,是因为含有铁离子的缘故,而血蓝蛋白之所以呈现出蓝色,则是因为含有铜离子的缘故。鲎血之所以很有用,并不是因为它的颜色和其中的铜离子,而是因为这些生物的血液中含有很多珍贵的酶,这些酶几乎不存在于其它任何生物的体内。为什么鲎的血液如此独特呢?因为它足够古老。
在远古时期,地球上的生存环境并不是很好,海水的成分也比较复杂,微生物种类更是繁多,所以一些远古节肢动物的体内就进化出了很多种类酶,这些酶是它们免疫系统的重要组成部分,可以帮助它们在恶劣的环境下存活下来。
科学家猜想,这种独特的血液对于远古生物而言并不稀奇,只可惜大多数的远古生物都灭绝了,只有鲎存活了下来。那么这些独特的酶对于人类而言到底有什么作用呢?人类可以将这种血液 *** 成为“鲎试剂”,使用这种试剂能够快速检测出各种致命病菌,无论是在疾病检查领域还是在食品安全领域都有广泛的应用。
鲎试剂能够救命,所以价格自然不菲,可以达到每升10万元,这也使得鲎的生存遭遇了威胁。
当然,正规的采血并不会威胁到鲎的生存,因为国际上有规定,每只鲎每次抽血不能超过50毫升,抽完后也不能留待二次抽血,必须立刻放生,但非法的盗猎分子可不管那么多,凡是被他们捕获的鲎都会被抽干血液而死,所以在过往的30年间,野生鲎的数量就减少了超过一半。现在人类已经开始尝试人工进行养殖,不过由于养殖难度很大,虽然在一些地区获得了成功,但总体规模很小,短时间之内是不可能替代野生鲎的。可以说,鲎这种古老的生物为人类的生命安全作出了卓越的贡献,我们千万不能引领它们走向灭绝之路。
智研咨询报告:鲎试剂行业市场现状及未来发展趋势预测分析内容概况:近年来,国内使用鲎试剂进行细菌内毒素检查的品种不断增加,鲎试剂供需进一步增加。据统计,2022年中国鲎试剂行业产量约为3527.7万支(折合0.1ML),需求量约为3443.3万支(折合0.1ML),分别同比增长9.5%、10.1%,我国鲎试剂市场基本供需平衡,少量出口海外。鲎试剂原料受到严格管控,鲎试剂市场销售均价从2015年的7.15元/支上升到2022年的8.24元/支,预计未来市场价格将继续走高。
关键词:鲎、鲎试剂、生物试剂、检验检测
一、鲎试剂分类方式多样,主要用于生物样品检验检测
鲎试剂是由海洋节肢动物鲎的血液变形细胞溶解物制成的无菌冷冻干燥品,含有能被微量细菌内毒素和真菌葡聚糖激活的凝固酶原,凝固蛋白原,是从栖生于海洋的节肢动物“鲎”的蓝色血液中提取变形细胞溶解物,经低温冷冻干燥而成的生物试剂,能够准确、快速地定性或定量检测样品中是否含有细菌内毒素和(1,3)-β-葡聚糖。
鲎试剂分类方式较为多样,按原料来源有美洲鲎试剂和东方鲎试剂;按实验 *** 有凝胶法鲎试剂、动态浊度法鲎试剂、终点浊度法鲎试剂、动态显色法鲎试剂和终点显色法鲎试剂;按适用特点有普通鲎试剂、高灵敏度鲎试剂、特异性鲎试剂、定量法鲎试剂。
二、国产生物药剂市场份额低,政策推动国产替代
目前国内分子类生物试剂市占率低,赛默飞、凯杰、宝生物和BioRad四家进口企业合计占国内分子试剂市场份额超40%。疫情发生后为了降低国内生物医药产业链对外依赖度,各级 *** 出台多项鼓励性政策支持提高生物试剂等上游产品国产化率。国产产品在性价比、交货周期和服务更占优势的情况下,国内生物试剂的进口替代势在必行,具有核心技术的国产企业将迎来窗口性发展机会。
三、体外诊断市场规模快速增长,鲎试剂医疗场景应用前景广阔
鲎试剂产业链上游包括鲎血细胞、安瓿、西林瓶等,下游消费需求主要来自于药品检测、临床诊断等应用领域。其中,药品检测领域的用户群体主要包括药品生产企业、医疗器械生产企业、药品检验机构、第三方检测认证机构等,临床诊断领域的用户群体主要包括医院、疾病预防控制中心、临检中心、血站、血液中心等。
鲎试剂应用属于体外诊断生物试剂,近年来,慢性病的增长和传染病的流行推动IVD试剂市场快速增长,据统计,2022年中国体外诊断行业市场规模约为1445亿元,预计2023年市场规模将达到1678亿元。生物活性原材料是IVD试剂研发和生产的重要原材料,检验产品按照内容主要分为生化、免疫、分子、血球等产品,目前临床免疫、临床生化和POCT是体外诊断市场主要应用市场,市场占比分别为29.4%、21.3%、11.4%。
相关报告:智研咨询发布的《2023-2029年中国鲎试剂行业市场发展潜力及投资前景分析报告》
四、受制于原材料管控,国内鲎试剂市场价格持续上涨
体外诊断鲎试剂需求主要来自于药品生产企业、医疗器械生产企业、药品检验机构、第三方检测认证机构等药品检测企业,以及医院、疾病预防控制中心、临检中心、血站、血液中心等临床诊断应用市场。近年来,国内使用鲎试剂进行细菌内毒素检查的品种不断增加,鲎试剂供需进一步增加。据统计,2022年中国鲎试剂行业产量约为3527.7万支(折合0.1ML),需求量约为3443.3万支(折合0.1ML),分别同比增长9.5%、10.1%,我国鲎试剂市场基本供需平衡,少量出口海外。
从国内市场规模来看,据统计,2022年中国鲎试剂行业市场规模约为2.87亿元,同比增长10.8%。我国鲎试剂市场分布地区明显,主要集中在华东、中南及西部地区,市场占比分别为40.5%、23.9%、15.8%,其次华北及东北地区市场占比分别为11.2%、8.5%。
生产鲎试剂所需的鲎资源稀缺,我国占有世界上绝大部分的中华鲎资源,但在多年沿海无序捕捞、肆意破坏生态环境下,我国鲎正面临资源枯竭,主要分布的福建、广东、广西均将鲎列入省级重点保护对象,2021年2月,国家林业和草原局、农业农村部发布公告将中华鲎列为国家二级保护动物,意味着鲎试剂原料将受到严格管控,原料紧张和需求端持续旺盛,鲎试剂价格持续上涨走势。数据显示,鲎试剂市场销售均价从2015年的7.15元/支上升到2022年的8.24元/支,预计未来市场价格将继续走高。
五、行业内参与者较少,中外合资企业优势较大
从行业整体市场竞争来看,国内体外诊断试剂市场集中度较高,大部分市场份额被外资体外诊断厂商(罗氏、西门子、雅培、贝克曼、BD、希森美康)占据。而鲎试剂市场中,竞争主要再内资企业与合资企业之间展开,其中合资企业处于优势地位,目前行业参与这数量较少,行业集中度较高。
我国生产鲎试剂的厂家较少,主要有厦门鲎试剂生物科技股份有限公司、湛江安度斯公司、福州新北生化工业有限公司、北海市兴龙生物制品有限公司和湛江博康海洋生物公司。其中厦门鲎试剂生物科技股份有限公司2021年市场份额(按营收)约为26%。
厦门鲎试剂生物科技股份有限公司,成立于1978年,专注于真菌葡聚糖和细菌内毒素检测产品的生产研究,以及检测仪器的研发、销售等,产品包括凝胶法鲎试剂、快速凝胶法鲎试剂盒、烘箱验证用内毒素指示剂、细菌内毒素检测仪等,公司目前是国内鲎试剂相关业务领先企业。
从公司经营方面来看,根据公司公告披露,2022年鲎生科营业总收入为7216.0万元,净利润为3648.4万元,分别同比增长7.09%、6.14%。业务方面,公司主营业务定量法鲎试剂和定性法鲎试剂2022年分别营收1663.2万元、4489.4万元,占比23.05%、62.21%,鲎生科鲎试剂业务毛利率在80%以上,随着市场需求提升,公司业务呈现较好的盈利水平。
六、国际生物医疗市场需求不断增加,国内鲎试剂生产流程标准及高效化利用有待提升
1、由于鲎试剂对内毒素非常敏感,已被广泛用于药物、临床诊断、外科器械、水和食品中的内毒素检测。制药公司需要使用鲎试剂检测注射制剂的内毒素污染,还需要用它进行生产过程的监测、质控及认证。医药器械公司使用鲎试剂实验以保证一些侵入性器械(如导管、起搏器等)无内毒素污染。随着医药行业的不断发展,需要使用鲎试剂进行细菌内毒素检查的品种不断增加。随着基因工程药物产量的不断增加和生物工程制品的种类和用量的增加,国际上对鲎试剂的需求也会不断增加。
2、鲎血细胞难以人工培养,鲎血更显珍贵。根据资料显示,目前国内鲎试剂生产制备仍然处于对鲎血液利用较为粗放的状态,鲎素提取技术研究广度和深度均有较大发展空间,有待开展更多研究以实现对鲎血的精深利用。
3. 国内生产的鲎试剂与国际同类产品有一定差距,具体表现在鲎试剂的灵敏度、质量、稳定性、各支的均一性及内毒素各种标准品、鲎试剂对照品等方面。目前鲎试剂相关产业尚未在国内成为热点,鲎试剂质量易受多种因素影响,如鲎动物种质来源与暂养环境条件、个体差异、缓冲能力、灵敏度、保存条件与稳定性等。质量不稳定甚至达不到标准的鲎试剂,既浪费宝贵的中华鲎血液,也导致内毒素检测结果不准确。国内企业鲎试剂生产工艺流程、质量控制相关科学技术研究有待加强。
智研咨询发布的《2023-2029年中国鲎试剂行业市场发展潜力及投资前景分析报告》依据国家统计局、 *** 机构、行业协会发布的权威数据,结合深度调研数据、专家反馈数据、内部运营数据等全域数据的收集与分析,提升客户的商业决策效率。本报告对中国鲎试剂行业现状与市场做了深入的调查研究,并根据行业的发展轨迹对未来的发展前景与趋势作了审慎的判断,为投资者寻找新的市场投资机会,进入鲎试剂行业投资布局提供了至关重要的决策参考依据。
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诞生4亿年至今样貌未变,它是医学上的“献血者”,血液堪比黄金卫斯理是80后比较熟悉的科幻小说大家,他的《蓝血人》讲述了一个比较有趣的故事,大意说的是来自蓝血星(猎户座β星,参宿七)的方天涯为保护绝密圣经流落到了地球,然后发生的一系列离奇故事!
其中有个让人记忆非常深刻的设定是蓝血星人非常长寿,动辄寿命就几百岁!当然各位不要羡慕,因为地球上真就有这种动物,而且它们从四亿年前诞生以来,体型就基本就没有改变过,而且它们的血液,堪比黄金价!
鲎:穿越时空来到现代的动物
可能很多朋友都不知道这个字咋念:鲎,音
来自奥陶纪的活化石
鲎的祖先最早出现在,这个开始于4.85亿年前,结束于4.43亿年前的地质时代,距离现在实在是太遥远了,因为此时距离寒武纪生命大爆发也就过去了几千万年而已,即使奥陶纪末期也不过1亿年。
鲎和三叶虫是远亲,此时原始鱼类刚刚诞生,恐龙还有2亿年才出现,距离在地球上留下大量煤炭的石炭纪也有上亿年,想想也是神奇,这种马蹄蟹居然能从如此久远的时代延续到现在,是不是一个奇迹?
左边是现代鲎,右边是鲎化石,几乎就没变
三属四种,一种有剧毒
全球生活的厚总共也只有四种,分别为美洲鲎、中华鲎、南方鲎、圆尾鲎,前三种都可以食用,但却不能多吃,因为鲎的血液中含有比较高的铜,多吃容易中毒!但圆尾鲎却不能吃,它的身体中含有剧毒的河豚毒素。
鲎的身体有三部分,一目了然,从前到后分别是头胸部、分节腹部和尖尾刺,鲎有一个很有意思的现象,夏季是鲎繁殖的季节,公鲎比母鲎要小得多,但在繁殖季一旦看上眼成为伴侣,那么肥大的母鲎就会拖着瘦小的公鲎浪迹天涯,所以人家说的“海底鸳鸯”,说的就是鲎。
蓝色血液,堪称液体黄金
人的血液是红色的,因为血液中含有大量的红细胞,红细胞中又含有血红素,血红素的颜色因为铁离子的关系而呈现出红色,而鲎的血液含有铜离子,所以鲎的血液中含有血青蛋白,所以鲎的血液看起来就是蓝色的!
这给人一种外星生物的感觉,毕竟蓝色血液的生物在地球上难得见到,而这种蓝色血液也是地球上的稀罕物,因为它可以提取“鲎试剂”,这是快速检测细菌的工具试剂。
1956年Fred Bang在灭活的革兰氏阴性菌时,发现它能引起鲎的血液转为半凝固状态,之后通过大量的分析,Fred Bang发现了其中的阿米巴养细胞,在遇到细菌内毒素脂多糖(LPS)会凝固成胶状,这是鲎的一种免疫反应,因此Fred Bang发将其提取开发成了检测外毒素的试剂。
细菌内毒素与鲎试剂反应机理
鲎试剂价格昂贵,鲎血液获取 *** 颇受争议
鲎每隔一年就会到岸边产卵,那是海边密密麻麻都是鲎,鲎试剂生产厂商会定点捕获鲎,经过心包放血后将其放生,大约会提取鲎血总量的30%,据说经过这种操作方式后鲎的死亡率才3%,但据PBS上的论文中作者发现,真正的死亡率可能达15%~30%。
鲎血液的价格在2008年时的价格为一夸脱15000美元,美制一夸脱等于0.946升,2008年12月黄金价大约是3万美元一千克,差不多是黄金的一半,堪称液体黄金!
美国鲎试剂制造业每年要提取大约5000万美元的鲎血液,大约需要30万至50万只鲎的才能提取如此大量的血液,因此每年将造成10万~15万只鲎死亡,美国野生动物保护组织每年都要 *** 这些企业杀死大量的鲎。
鲎血液经过离心机处理后,分理出细胞,这些细胞在蒸馏水中会因为渗透压而吸饱水撑破,释放出“细胞溶解物”,这些溶解物冻干处理后就成了鲎试剂。
延伸阅读:蓝色血液的动物
有人说蜘蛛血是蓝色,不过和鲎血那毫无争议的蓝色相比,蜘蛛血应该属于淡绿色,它的循环系统成为“开放式循环系统”,血液可以和蜘蛛体内的所有组织液混合,形成一种类似于混合循环液。
软体动物和节肢动物的血很多都是蓝色的,比如头足纲的鞘形亚纲乌贼目中的大王乌贼,还有章鱼也是蓝色血液,不过有人形容章鱼是来自外星的生物,因为这种生物实在是太聪明了,而且他们还有一双能看透人生的大眼睛。
1升10万!生存4亿年的生物被人疯狂抽血,我国每年急需20万只活过大灭绝,但却活不过人类的“蓝血贵族”——鲎
鲎是一种珍贵的动物,它早在4亿多年前就已经出现在地球上了。它见证了海洋每一代的霸主,却因为自己的血液价值连城而濒临灭绝。
鲎是一种节肢动物,化石显示它在4亿年前的泥盆纪就已经形成了今天的样子,可以说它固守“祖宗章法”,几乎没有什么改变。与它长得相似的三叶虫纵然也存在一定的关系,但是两者之间的差异很大。鲎是海洋生物,主要以微生物为食,通过体外受精的方式繁殖。鲎的血液和一般动物不同,它的血蛋白含有铜离子,呈现出蓝色。正是因为鲎的血液具有特殊的功效,能够用于制成鲎试剂,快速检测样本中是否含有致命病菌。目前,每升鲎血的价格高达10万元,我国每年需要提取20万只鲎的血液。
然而,由于鲎的数量不断减少,人类开始大量抽取鲎的血液,导致鲎的生存环境严重恶化。不仅非法捕捞,人类的污染也成为了鲎数量减少的原因之一。鲎的生长非常缓慢,出生时只有指甲盖大小,需要大约15年的时间才能长大成熟。它需要换壳,雌性要蜕壳18次,而雄性要蜕壳19次。污染海水会削弱鲎的抵抗力,导致其换壳时易受到疾病的侵害。
鲎的数量下降严重威胁着生物多样性和生态平衡。因此,我们有责任保护这个古老的物种。目前的解决办法之一是人工养殖,但这并不容易。鲎通常生活在20到60米的海域,它们在繁殖时需要到海水与沙滩的交界处产卵。养殖鲎需要模拟自然环境,难度较高且成本较高。尽管如此,一些国家和地区已经成功实现了鲎的人工繁殖,这对减少野外鲎的抽血工作起到了积极作用。
除了人工养殖,科学家们正在尝试合成鲎血液中的特殊成分。然而,合成这些成分的基因在其他动物身上几乎不存在,因此合成的难度非常大。科学家们推测,因为鲎非常古老,它所在的海洋环境微生物比较复杂,为了能更好地共生,它进化出了这些成分,作为自身的免疫保护。
我们应该珍惜和保护鲎这种珍稀动物。鲎的血液不仅具有医疗价值,而且它们对研究古生物的活化石有着重要意义。同时,保护鲎也是在保护海洋生物多样性和生态平衡。不要让鲎成为冰冷的标本,让它继续成为海洋中鲜活的生命。
要是问世界上最贵的液体是什么,首先浮现在你脑海里的会是啥?
有一种海洋生物体内的血液是检测新冠疫苗的关键,这一生物就是“鲎”(hòu)。鲎身上流淌着奇异的蓝色血液具有独一无二的医用价值。在疫苗上市前,需要用鲎血试剂进行有无细菌污染的安全检测。由于这两年受新冠疫情影响,全球疫苗需求量大幅提升,导致鲎血的市场价格一路飙升到了惊人的1升10万元。正因为鲎的特殊价值,全球每年有超过50万只鲎被捕捞,并付出了“活体取血”的代价,被人类用于实现一种举世无双的生物医学技术。
那么,鲎究竟是一种什么样的神奇生物呢?它们的蓝血又有什么奇特之处?生产疫苗为何一定要用到鲎的血液?
蓝血生物——鲎
鲎是一种远古生物,早在4亿年前的古生代泥盆纪,鲎的祖先就已经在海里遨游了。那时比恐龙还要早2亿多年,原始鱼类才刚刚问世,地球上大部分生物都是鱼类。鲎历经了几亿年的沧桑,挺过了地质史上的5次生物大灭绝事件,存活至今。与它同时代的其他动物,都已经进化或灭绝了,只有鲎,在阅尽了地球劫难后,如今依然保持着原始而古怪的模样,所以说它是生物活化石。
鲎长上图这样,外形酷似外星生物,更大的特点是它们的血液是蓝色的。血液的颜色是由血液中负责输送氧气的血蛋白的颜色决定的。常见的动物血液之所以都是红色的,因为血液含有大量的铁离子,当血液中的铁和氧结合时,就呈现出了我们肉眼看到的红色。而鲎血液中运输氧气的蛋白质中含有的是铜离子,而铜氧化的颜色呈"蓝色",所以鲎的血液看起来就是蓝色的。
不过,要说鲎血最为令人惊奇的地方,其实并不在于它的颜色,而在于其独一无二的抗菌特性,在医学领域鲎血的这一作用至关重要!
鲎血的特殊性
鲎一般生活在20~60米水深的砂质底浅海区,它们栖居的海床细菌超级多。有研究表明,每克海底沉积物中所包含的细菌数量能达到10亿级别。
人类和哺乳动物可以靠体内的白细胞对抗感染、防止细菌的扩散。而鲎比较原始,并没有那么高的“配置”,没有像哺乳动物一样具有层层防护,所以细菌只要从鲎壳缝中钻入其体内,就可能跟随血液在体内肆无忌惮地畅游。
不过,为了在大量细菌环境中存活,而不被细菌吞噬,鲎的血液演化出了一种独特的自我防御机制。鲎体内虽然没有白细胞,但鲎血中含有一种神奇的阿米巴样细胞,这种细胞在与细菌接触时会迅速萎缩破裂,释放出来的化学物质可以迅速凝固周围血液,从而将细菌包裹起来,防止病菌进一步扩散。
鲎血的这种神奇特性是如何发现的呢?美国动物学家Fred Bang在1956年研究鲎时,发现有一只感染了革兰氏阴性细菌的鲎,它的血液竟然神奇地凝结成了胶体状。经多次试验,他最终发现是鲎血具有的独特能力,在接触到细菌内毒素时,鲎血中会有一种特殊的酶被激发,从而使血液发生凝结,把内毒素包围住。
1968年,Fred 从鲎的蓝血中分离出到了遇毒素而凝固的物质,研制出了一种检测细菌内毒素的天然试剂“鲎试剂”,用于快速检测人类药物中是否含有细菌污染物。
要知道,任何进入人体的医疗物品,都必须要求无菌,如注射、输液、外科植入物等。这里指的无菌不但指没有活菌,而且还要求无热原(内毒素就是最常见的外致热源,是血液制品和输液过程中的主要污染物)。细菌污染的医疗物品,一旦进入人体后,患者就很容易产生热原反应,严重甚至可致死。
鲎试剂具有其他试剂难以比拟的优势:使用方便快捷,灵敏度极高,反应迅速。即使样品溶液中细菌内毒素的浓度仅仅只有万亿分之一,鲎试剂照样能检测出来,使澄清的溶液发生凝固,只需45分钟就能出结果。1977年,美国食品和药物管理局(FDA)批准医药领域可使用鲎试剂。
在鲎试剂诞生之前,检测细菌毒素普遍采用的是笨拙的“家兔法”。就是首先是将样品注射到一大群兔子的体内,然后每隔30分钟测一次兔子的体温变化,而要4~6个小时的观察检测后,才能判断出样品是否存在细菌污染。这种 *** 十分低效,耗时耗力,而且灵敏度不高,有时结果会出现偏差。而且待测的兔子需提前7天量体温确保无发热,试验之后也要再间隔3周才能进行下一次测试。可见,鲎试剂要比家兔法好用太多太多,简直是“神仙试剂”。
鲎血为何如此昂贵?
鲎试剂的推出,让检测变得非常高效、又快又准确,迅速替代了家兔法,被广泛应用在各种要求无菌的产业中,在医学领域有着不可替代的作用。如今几乎所有疫苗出厂之前都要接受“鲎试剂”的安全检验,该试剂也可快速准确地检测人体内部组织是否因细菌感染而致病。而且随着科学的发展,鲎试剂的反应时长已经缩短到了十几分钟。
鲎血的需求量不断增加,如今,每年都会有超过50万只鲎被制药公司活捉放血,每只提取总血量1/3的蓝血液,然后让它们休息后放归大海,由于其造血能力强,理论上在2周内血量就会恢复如初。然而实际上,还是会有一分部会在放归不久就面临死亡,另外有10%~15%直接死在了抽血过程中。而放回大海的鲎还出现活力大减,交配、繁育能力下降等不良情况。再者它们的成长十分缓慢,一般要10年才能性成熟。此外,它们的生存空间受到挤压,生活环境遭到了破坏。
种种原因导致鲎的数量急剧下降,鲎资源出现衰退,导致供不应求,加上其独一无二的医学价值,又缺乏更好的替代品,鲎的血液已然成为世界上最昂贵的液体之一,1升鲎血的价格飙升到1.5万美元。而直至目前,现有的科技手段也还没能人工合成鲎血中珍奇的化学物质。
而在我国,中华鲎已在2019年被列为濒危物种,而它们数量锐减的原因除了医学需求,还因为食客的追捧被端上餐桌。据说吃鲎有滋补功效,但这一说法并无科学依据,而且鲎壳多肉少、口感偏柴,并不好吃。更要注意的是鲎中含有一种致敏物质,人食用后可能会引起过敏反应,严重时可能会引起致死的毒性反应!所以请食客们在餐桌上放过它们吧!
这种活了4亿年的生物,如今却被人类搞成了濒危物种,逼向了绝境。它们的存在为全人类医学做出了极大贡献,拯救无数人。只要打过针或接受过现代医学的治疗的人,都应该感谢一下这种蓝血生物,是它们一直在默默保护着人类!如果在海边遇到它们,千万不要捕捉,就让它们好好成长吧!
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