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每升10万!这种动物的蓝色血液犹如黄金,被誉为“医疗献血者”
你知道吗?你可能被一种动物——鲎(hòu)——的血救了。
鲎是一种古老的生物,它的血液不是红色的,而是蓝色的。这种奇怪的蓝色血液中的铜离子与氧结合形成血蓝蛋白,具有独特的医疗价值。于是,很多人开始捕鲎并放血以获取经济利益。然而,这种行为将导致捕获的鲎死亡高达30%,危及这个拥有4.45亿年历史的节肢动物种群的发展,并影响以鲎卵为食的候鸟。
据《科学》杂志最近报道,为了保护鲎种群的发展,美国一家制药组织发布了一种设计,可以帮助结束美国东海岸数十年的鲎放血现象。 。
采集血液的鲎(照片来源:TIMOTHY FADEK)
已生存4亿年的蓝血生物
到底什么是鲎?
鲎又称鲎,有4只眼睛、12条腿。乍一看,它就像一把铲子,手柄倒置在地上。虽然外表不怎么样,但是背景却很不错。
事实上,鲎是一种古老的生物,诞生于4亿年前的古生代泥盆纪,比恐龙的诞生还要早2亿年以上。历经亿万年沧桑,鲎经历了地质史上五次大灭绝事件,存活至今。从那时起,所有其他动物都已进化或灭绝。只有鲎在经历了地球上的一切灾难之后,仍然保留着原来的面貌,这也是它被称为“活化石”的原因。
鲎
那么,为什么鲎会被大量捕捞呢?其实,这要从60多年前的一项科学研究成果说起。
1956年,美国霍普金斯大学的生物学家发表了一项名为《鲎的一种细菌性疾病》的研究成果,其主要研究内容是鲎的蓝血。
经过深入研究,科学家发现鲎的血液循环系统非常特殊。细菌几乎可以直接进入他们的身体,但不会因为他们血液中发现的“阿米巴样细胞”而受到伤害。这些细胞在接触细菌时可以使血液局部凝固,从而阻止细菌的传播。
要知道,鲎一般生活在水深20米至60米的沙底浅海区域。他们生活的海底充满了细菌。研究表明,每克海底沉积物中的细菌数量可达十亿级。这样,他们的身体在受到病毒和细菌入侵时可以激活防御机制。
以达到消灭外敌的目的。
20世纪70年代,鲎蓝血的科学价值被进一步发现。
通过实验研究,科学家发现鲎的蓝色血液在内毒素存在下会凝固。内毒素是危险的细菌副产品。这种凝固酶,即鲎变形细胞裂解物 (LAL),迅速成为内毒素检测的全球标准,并用于起搏器、化疗药物和疫苗等产品。
从此,鲎血引起了一场巨大的医学风暴。
濒临灭绝的鲎
随着鲎血制成的试剂的广泛推广,蓝鲎血的价值也水涨船高,达到每升1.6万美元,折合人民币约11万元。
在巨大利润的驱使下,鲎体内流淌的血液简直就是‘蓝金’。
由于鲎无法人工饲养,人们只能从大西洋沿岸捕获的鲎身上采集血液。虽然采血不一定能杀死鲎,但70%到95%的鲎会存活下来并被释放到海洋中。然而,这些被释放的鲎根本无法繁殖,只能因失血和相关的 *** 而死亡。
捕捉鲎并放血
马蹄蟹是一夫一妻制的生物,每年春天都会迁徙到沿海水域繁殖。在利益的驱使下,很多人都注意到了这个捕捉鲎的机会。据统计,2016年大约有40万只鲎被捕捞。从那时起,这个数字已经上升到每年约 60 万只,鲎正日益面临物种危机。
鲎恢复联盟联合创始人、生态学家戴维·米兹拉希 (David Mizrahi) 表示,不仅鲎面临危险,其他物种也受到影响。鲎的繁殖季节恰逢水禽春季迁徙,水鸟以鲎卵为食,然后继续向北迁徙。这种能源供应至关重要,以至于美国一些州已经禁止捕捞雌性鲎。
为了解决该物种的生存危机,环保组织几十年来一直向制药公司施压,要求其采用合成替代品,但收效甚微。如果美国药物组织的草案获得通过,对于鲎物种来说将是一个好消息。这表明鲎的修复放血将受到相关法律的约束。
每一个生物都是生态链或 *** 中的一个环节。就像“蝴蝶效应”一样,任何物种的灭绝都有可能撼动整个生态系统。对于人类来说,我们必须保护鲎这个已经生存了4亿年的物种,让它能够繁衍生息,让生态系统能够正常循环。
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为什么好像从来没见过螃蟹的血?撰文 | 蜡笔不新
微信编辑 | 高兴
鲎诞生于4亿多年前的古生代时期,挺过了5次全地球范围内的生物大灭绝,是名副其实的“活化石”。
鼎盛时期,鲎有上百种,但是,随着人类活动加剧、栖息地破坏和过度捕捞,目前全世界仅存四种鲎,即分布在北美洲东岸至墨西哥湾的美洲鲎和亚洲地区的中华鲎、南方鲎和圆尾鲎。
上世纪50年代,随着鲎试剂被发明,鲎迎来了又一轮生存灾难。仅美洲鲎,每年就有将近50万只被捕杀。
2019年6月20日,来自18个国家和地区的专家学者发布《全球鲎保护北部湾宣言》,将每年这一天定为“国际鲎保护日”;2021年2月5日,中国国家林业和草原局将中华鲎、圆尾鲎列为国家二级保护动物。
鲎“匹夫无罪,怀璧其罪”的一生,离不开其独特的循环系统和蓝色血液。
本文为瞭望智库书摘,摘编自《疯狂的心脏》(中信出版集团2022年9月出版),标题为《鲎:蓝色血液与夺命美食》,原文有删减,不代表瞭望智库观点。
2016年6月12日,长春市一小区淡水池内发现的鲎,后被救助。图|视觉中国
但也正因为如此,研究鲎的生物学家对这个物种的前景感到悲观。
首先,鲎要面对的就是生态环境被破坏。
在美国马萨诸塞州的纪念碑海滩上,有一条全新的船舶下水滑道,大理石和水泥打造的滑道占据了一片扇形区域。差不多100英尺(30.48米)外的地方,还有一条旧滑道和它并排,长得一模一样,虽然旧了,但看起来完全能用。
我和无脊椎动物学家莱斯利·内斯比特·斯特劳看着丹·吉布森正在沙地上寻找着什么。
吉布森在马萨诸塞州法尔茅斯市郊的伍兹霍尔海洋研究所研究神经生物学。他拿起一个塑料罐,小心地将一小片半月形洼地上的沙土盛起来运走,并挖了大约5英寸(12.7厘米)的深度,然后用手掏了个小洞,从中掏出来了一团带点儿蓝色调的灰色小珠子。那是美洲鲎(Limulus polyphemus)的卵。
美洲鲎是鲎科现生的四个物种之一,外表就像一片盔甲底下长着小爪子,从墨西哥的尤卡坦半岛到美国的缅因州都有分布。每年一到春夏之交,它们就会踏上“朝圣之旅”,从深海游到近海潮间带的沙滩上。
此时,雌性美洲鲎顺着海流来到沙滩,扒开沙土做窝,然后趴在窝里产卵。鲎对产卵的地点很挑剔,因为它们的窝需要在涨潮时被海水淹没,退潮时被太阳晒干并保温。
雄性的鲎体型比雌性小20%~30%,而且成群结队,像一堆横冲直撞的小头盔。雄鲎互相推搡,争着想要一个交配的位置,努力爬上雌鲎的后背,像个瘤子一样“挂”在伴侣的壳上。一旦准备停当,它就会处在更佳位置,把牛奶般的 *** 排在雌性身下的卵堆上。
每次涨潮,雌鲎都会产下2~5堆卵,总数可达4000枚,然后掉头返回深海,等待下次潮水再来释放爱情的信号。繁殖季节结束后,一只雌鲎平均可以产下大约8万枚卵。
美洲鲎。制图:帕特里夏·J.温
每年,鲎的交配之旅都会吸引无数好奇的游人来到大西洋的海滨。
吉布森把沙土中的发现给我们看了看,然后仔细地把卵堆放回了他刚挖开的小洞里。此后,我们在那条长度至少100英尺、延伸到浅滩里的水泥滑道和沙子更深处,都没有再发现鲎窝。
吉布森沮丧地讲解道,最适合鲎产卵的50码(约45.7米)沙滩范围被船舶滑道的建筑工人铺满了棒球大小的石块和水泥,鲎越来越难到达那片沙滩了。
“旧滑道周围的区域风平浪静,适合鲎产卵,沙滩其他区域的海浪就汹涌得多。从深海游上岸的鲎一般都会排成一条与海岸线平行的队,集体行动,找到更佳的产卵地点。”吉布森说道,“只有正好面朝旧滑道登陆的鲎才能到达旧滑道那块沙滩,其他鲎就算想赶过去,也会被新滑道挡住去路。”
鲎的卵在大约两周后即可孵化出微小的幼体,而幼体则需要10年左右的时间才能长成性成熟的成体。它们的卵和幼体都是多种鱼类和候鸟的重要食物来源,因此绝大多数根本活不到成年。
事实上,根据生物学家约翰·塔纳克里迪的说法,300万枚卵里可能只有一枚能孵化出幼体并顺利活到成年。
除了生态环境被破坏以外,人类的利用和捕食也在威胁着鲎惊人的“长寿纪录”。
当欧洲人刚刚踏上美洲大陆的时候,他们发现当地的原住民爱吃鲎肉,还会把鲎的各个部位做成肥料,或者工具(比如锄头和鱼叉的尖端)。等到殖民者在美国东海岸定居下来,他们就开始疯狂地捕捞鲎。
1856年,在新泽西州仅仅1英里(约1.6千米)长的沙滩上,人们就捕获了超过100万只鲎。这种“断子绝孙”的捕捞方式一直持续到了20世纪。捕捞工人们在等待着肥料工厂派人过来拉走时,把捕获的鲎堆在一起,能堆出一堵齐胸高的“墙”。
以鲎为原料的肥料工厂集中在特拉华湾和新泽西州的海岸附近。20世纪60年代,由于鲎的数量减少以及其他种类的肥料流行起来,这个行业终于垮了。
不幸的是对鲎的滥捕滥杀却没有就此停止。
1860年前后,美国捕捉鳗鱼的渔民发现,把鲎切碎之后做成鱼饵,特别适合放在捕鳗鱼的陷阱里面,尤其适合用于捕捉体型较大的怀孕雌鱼。
到了20世纪中叶,部分渔民又开始捕捞峨螺以增加收入。峨螺是一种大型蜗牛,对切碎的鲎也是爱吃得不得了,所以捕捞峨螺的渔民也把鲎当成饵料的来源,鲎的种群又面临着新的威胁。
直到今天,许多捕捞鳗鱼和峨螺的渔民依然认为鲎是饵料的不二选择,制造饵料的工厂也依然在以每年大约70万只的速度减少着这个物种的个体数量。虽然 *** 对美洲鲎的捕捞已经实行了全面管控(至少在书面上出台了法律),但偷捕的问题日益严重,官方也无力控制被捕捞的鲎的具体数量。
在亚洲,另外三种鲎——南方鲎(Tachypleus gigas)、中华鲎(Tachypleus tridentatus)、圆尾鲎(Carcinoscorpius rotundicauda)的生存危机也十分严重,究其原因却不是沦为鳗鱼的饵料,而是被送进了人类的餐盘。
2017年11月1日,印尼警方展示缴获的走私鲎。图|视觉中国
在泰国、马来西亚等地,人们认为鲎的卵有壮阳功效,许多餐馆因此把鲎卵列为主菜。然而,吃鲎的卵(一般是煮过或者烤过的)可能会致死,这主要源于河鲀毒素。
河鲀毒素是一种致命的神经毒素,其恶名起源于最危险的美食——河鲀鱼肉(加工不当时是有毒的)。经过消化后,河鲀毒素会积累在肌肉和神经等组织中,虽然其进入神经系统的方式暂不明确,但它可以突破人体的一种保护机制,即血脑屏障,光这一点就足以取人性命。
【编者注:血脑屏障是一种大脑血管、细胞以及其它组成大脑组织之间的保护性屏障,能为大脑提供一种防御机制来抵御血液中的外来病原体和毒素等。】
鲎卵里存不存在河鲀毒素,是无法预知的。人们认为,鲎在捕食受污染的贝类或食腐时可能会吃下某种细菌,毒素就是这种细菌产生的。河鲀毒素中毒时,一开始的症状通常是嘴唇和舌头轻微发麻,但这也是辣口的泰国菜给人带来的普遍感受。紧接着,食客将会感到脸颊传来一阵针扎般的疼痛感,这时候他们可能才开始觉得事情没有那么简单,但真正的恐怖此时才会接踵而来,中毒症状开始变为头痛、腹泻、胃痛、呕吐。
随着毒素传遍全身,食客连行走都困难起来,这是因为毒素阻碍了神经冲动的传导,让四肢的肌肉无法收缩。河鲀毒素甚至还能影响心肌的电信号传导——心脏的电传导系统负责让心脏有节律地收缩和舒张,也就是维持心跳。
大约有7%的河鲀毒素中毒患者最终会死亡,更可怕的是,他们在河鲀毒素阻滞神经的过程中是全程清醒的。
2
神奇的蓝血
不过鲎没想到,除了被人吃、被搅碎当肥料和被切碎当鱼饵以外,竟然还面临着一种只属于它们的生存威胁,这源于其独特的循环系统和血液。
目前的四种鲎有个共同的俗名“马蹄蟹”。虽然它们根本不是螃蟹,却和螃蟹有共同点——都属于节肢动物。
节肢动物门是一个非常多样化的动物门类,包括昆虫、蜘蛛和甲壳类动物等,其共同特点是拥有分节的外骨骼以及开管循环系统——后者对鲎来说至关重要。
蓝鲸、人类和另外5万多种哺乳动物,以及鱼类、两栖动物、爬行动物还有鸟类,都拥有闭管循环系统。闭管循环系统和开管循环系统之间有巨大的区别。
在闭管循环系统中,血液离开心脏流入大动脉,大动脉一级又一级地分支形成一系列细小的微动脉;微动脉进入器官和肌肉组织,遍布其内部和表面,然后在器官和肌肉里继续分支,形成更细小的毛细血管。毛细血管贡献了循环系统里约80%的血管长度,而且它们能组成毛细血管床——这是一层密集的毛细血管网,是血液和机体进行双向物质交换的场所。肺或鳃吸入的氧气和消化系统吸收的营养物质可以透过轻薄的毛细血管壁进入周围的组织;同时,二氧化碳、氨等代谢废物也可以扩散进入血液,经由微静脉流入粗大的静脉,最终被带回心脏。
闭管循环系统有一个共同点,那就是血液永远在其中进行封闭循环。
而绝大多数无脊椎动物拥有开管循环系统,其体液(被称为血淋巴,而非血液)虽也通过“动脉”离开心脏,却不流入毛细血管。在它们体内,血淋巴会从血管中流出,积存在体腔当中,这样的体腔被称为血腔。在血腔里,血淋巴浸泡着器官、组织和细胞,通过扩散作用提供营养,同时接收代谢废物。多数种类的动物也会利用开管循环系统进行氧气和二氧化碳的交换。
【原文注:此处使用“动脉”一词是为了方便,其实并不准确。严格来说,动脉都有一层由上皮组织构成的内壁,被称为血管内皮,但这个结构在开管循环系统的血管中并不存在。为了便捷起见,我们只看血管的功能,把将体液带出心脏的血管统称为“动脉”,将体液带入心脏的血管统称为“静脉”。】
制图:帕特里夏·J.温
虽然在我们的印象里,鳃和鱼类永远是“绑定”的,但其实许多无脊椎动物也都是用鳃呼吸的,比如鲎。这也是趋同进化的另一个实例:虽然脊椎动物和无脊椎动物的进化道路大相径庭,但它们都利用扩散现象让氧气进入鳃黏膜,鳃的结构也很相似,都像一本打开的书。在所有非昆虫的节肢动物体内,充满氧气的血淋巴都会经由循环系统离开鳃,回到心脏。鲎还会在这个时候让血淋巴进行一次额外的转变,从牛奶般的白色转变为漂亮的浅蓝色。
鲎及其他几种无脊椎动物,比如头足类(章鱼、乌贼等)、贝类、龙虾、蝎子和狼蛛等,都拥有这样的“蓝色血液”,因为它们的血液中含有血蓝蛋白。血蓝蛋白是一种内含铜元素的蛋白质,平时溶解在血淋巴中,在遇到氧气时可以与氧气结合。铜被氧化后变蓝,因此血淋巴在离开鳃之后也就整体变蓝了。
除了上述几种拥有蓝色血液的特例外,其他具有循环系统的动物,其血液中携带氧气的分子基本上都是血红蛋白。在血红蛋白中,氧气和铁离子而非铜离子结合。血红蛋白和血蓝蛋白还有一点不同:血红蛋白并不是“自由漂流”在血液当中,而是被一种特殊的细胞(红细胞)所携带。红细胞的寿命约为4个月,终其一生,它们都会带着血红蛋白在循环系统中“奔跑”。
在人类等动物的闭管循环系统内,血液流经上、下腔静脉,从全身直接流回心脏。这个过程发生在一个心动周期中的心脏舒张期。心室收缩以强迫其中的血液射出心脏的阶段叫作心脏收缩期,之后心室放松就是心脏舒张期。由于鲎的循环系统是开管式的,没有静脉,充满氧气的血液离开鳃进入心脏的途径有所不同,它会首先进入一个包围着心脏的体腔,即围心腔。
血液进入围心腔之后,要怎么进入鲎的心脏呢?首先,它们的心脏是由好几根具有弹性的翼状韧带悬吊在围心腔内的,这些韧带沿着心脏的长边排列,能把心脏外壁固定在外骨骼的内侧。在心脏收缩期,翼状韧带像橡皮筋一样被拉长,积攒弹性势能。心脏收缩完毕,泵出全部血液后进入舒张期,心肌放松,韧带的弹性势能就会将心脏“拉”回收缩前的大小。
与此同时,随着心脏的容积增加,心脏内的心门重新开放。这是心脏内类似瓣膜的结构,成对出现,积存在围心腔中的血液会通过心门重新注入心脏——从血压较高的围心腔运动至血压较低、刚刚排空的心脏。就这样,围心腔和心脏交替排空、注满的过程不断循环。
制图:帕特里夏·J.温
不过,新罕布什尔大学动物学教授、研究鲎的专家温·沃森表示,鲎的循环系统也得到了另一个器官系统的协助,他们发现,鲎特有的书鳃会前后摆动,其节律正好和血液进入围心腔同步。书鳃始终前后摆动,在水环境中进行着氧气和二氧化碳的交换,这样将降低只通过单一方式让血液流动所需要耗费的能量。
一直以来,人们都认为由于开管循环系统结构相对简单,其工作是低效的,但这想法完全是错误的,鲎的循环系统也有复杂的工作机制。
3
被动的“医学潜质”
鲎的循环系统还有一个特有的复杂特征,那就是具有免疫功能。
哺乳动物拥有获得性免疫,这是免疫系统的一部分。哺乳动物体内有一类特化的细胞——淋巴细胞,还有一类特殊的蛋白质——抗体,淋巴细胞和抗体能够识别和对抗外来的入侵者,例如细菌、真菌等病原体。在入侵者被打败后,获得性免疫应答就会被关闭(或称被“抑制”),只留下一部分具有记忆功能的细胞在循环系统中流动。当相同的入侵者再次袭来时,免疫系统就可以快速地进行应答。这就解释了为什么我们不会重复感染相同的流感,因为免疫系统已经事先做好了准备,免疫应答会在我们再次患病之前就把病原体全部杀死。
虽然无脊椎动物的免疫系统和人类的截然不同,但它们的免疫系统同样很精妙。鲎就进化出了自己独特的免疫细胞,虽然与人类的免疫细胞完全不一样,却拯救了无数人的生命。
人类之一次发现鲎身上的“医学潜质”是在1956年。当年,伍兹霍尔海洋研究所的病理生物学家弗雷德·邦发现,某些特定的细菌能够让鲎的血液形成纤维状血栓。于是他的团队便做出假设,认为这是一种原始的免疫应答形式。最终,他们鉴别出鲎血液中的一种细胞,即变形细胞,它是血栓形成的根本原因。
变形细胞形似变形虫,是一种水滴状单细胞原生动物,长有伪足,也是痢疾的致病病原体之一。
弗雷德·邦以及跟进这项研究的后辈科学家都认为,变形细胞能进化出形成血栓的能力,是因为鲎几乎一生都生活在充满细菌和病原体的泥浆中。它们血液中的变形细胞“军团”能够帮它们屏退外来入侵者,把病原体困在一团胶水一样的黏液里,阻止其散播疾病。
正因为如此,鲎不仅拥有了抵抗疾病的能力,还能在身体受到严重外伤时存活下来。即便是看起来十分致命的伤口,也会迅速被变形细胞产生的血栓封堵起来——就算一只鲎刚刚被船舶的螺旋桨切掉了一块拳头大小的甲壳,它也能负伤前行。这种独一无二的防御系统和愈伤系统很可能就是鲎能在地球上保持将近5亿年的长寿纪录的原因之一。它们整整挺过了5次全地球范围内的生物大灭绝。
今天我们已经探明,变形细胞发挥作用靠的是鉴别病原体内的有毒化学物质——内毒素。内毒素是革兰氏阴性菌所拥有的毒素,革兰氏阴性菌包括大肠杆菌(Escherichia coli,引起食物中毒)、沙门菌(Salmonella,引起伤寒和食物中毒)、奈瑟菌(Neisseria,引起脑膜炎和淋病)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae,引起脓毒症和脑膜炎)、百日咳鲍特菌(Bordetella pertussis,引起百日咳)和霍乱弧菌(Vibrio cholerae,引起霍乱)等。
奇特的是,内毒素本身其实与这些细菌能引起的疾病无关,它们只有在细菌死亡、裂解或溶解(免疫系统对抗革兰氏阴性菌的手段)后才会给宿主带来麻烦。那时候,细菌内部的物质就会被释放出来,细胞壁上的内毒素也会进入外界环境。
因此,宿主虽然击败了致病菌,但战斗仍未停止。血液内的内毒素能迅速让宿主发烧,这是人体针对外来入侵物质的自卫反应之一。我们将导致发烧的物质称为致热原,致热原如果让体温升得太高、持续时间太长,就会造成严重后果(比如大脑损伤)。除了发烧,免疫系统的过度反应还会引起其他许多症状,这也是新冠肺炎疫情暴发以来,医务工作者们一直都在被迫处理的问题。在最严重的情况下,内毒素可以导致患者发生内毒素休克,这是一系列症状的合称,包括心肌和血管壁损伤、致命的低血压等。
由于内毒素能让人体产生致命的免疫应答,从20世纪40年代开始,制药工业就在测试其产品中是否含有内毒素了,这是因为在生产过程中,内毒素有时会意外渗入产品。
最初人们想到的测试 *** 之一是家兔热原检查法,后来这种 *** 成了行业标准。操作过程是这样的:首先测试实验用家兔的基准肛温,然后由实验员给家兔注射测试用药,注射的部位通常是最易操作的耳部静脉。最后每30分钟记录一次肛温,持续3小时即可。如果家兔发烧,就证明某一特定批次的药品中含有内毒素。
家兔热原检查法费时费力且备受争议,自从发现鲎的血液能在遇到内毒素时凝固这个性质后,20世纪60年代末,弗雷德·邦的同事、血液学家杰克·莱文就发明了一种替代家兔实验的化验 *** 。本质上,莱文就是切开了鲎的变形细胞,收集凝血物质,即鲎变形细胞溶解物(LAL)。
科学家发现,LAL不仅能用来检测药品和疫苗中的内毒素,甚至还能用来检测注射器、导管等医疗器具。灭菌操作虽然能杀死医疗器具上的细菌,却有可能意外地留下内毒素,给后续接受医疗处理的患者带去隐患。
这一发明虽让兔子群体松了口气,却让鲎们的精神紧绷了起来。
4
贪婪的制药公司
伍兹霍尔海洋研究所的另一名科学家马不停蹄地成立了一家生物制药公司,开始以工业规模抽取鲎血。很快,大西洋沿岸又开了另外三家公司,把提取LAL做成了价值数百万美元的大生意。但工业生产的结果就是,每年会有将近50万只鲎被捕杀,其中许多都是在繁殖季节被捕的。
大多数鲎会被转运至工厂规模的实验室,转运时并非被暂养在冷海水箱中,而是被扔在卡车的车厢里。到达工厂后,等待着它们的是头戴面罩、身穿罩衣的工人。工人首先用消毒水把它们清洗个遍,然后把它们铰链式的甲壳掰弯(“腹部屈曲 *** ”),排成一行,挨个绑在金属长桌上,最后再将大口径的注射器直插入它们的心脏。这么一来,像牛奶一样黏稠的蓝色血液就会自动流入下方的玻璃收集瓶中。这种操作一直要持续到血液停止流动为止,通常一次会抽取大约30%的血液。
虽然在理论上,这么一场折磨不至于要了鲎的命,而且法律规定人们必须把它们“返还”到捕捉时的大致区域,但普利茅斯州立大学的神经生物学家克里斯·沙博收集的数据表明,大约20%~30%的鲎会在“捕捞—采血—放归”约72个小时的过程中死亡。
“很明显,鲎用鳃呼吸,可它们在采血全过程中都是离开水的。”
沙博进一步表示,没人知道“放血”会不会在鲎被放归后对鲎的健康状况造成短期或长期的影响,甚至连它们被放归后活不活得下来都不知道。
1998年起,大西洋沿岸州海洋渔业委员会(A *** FC)就开始正式对鲎的种群数量进行管控,但限于各类政策,他们始终无法从制药公司获得鲎的死亡率数据。想到这些,沙博便开始带队试图检测采血的操作对鲎在放归后产生的影响。为此,他和学生们捕获了少量标本,并模拟了鲎在制药工厂中所面对的一切。
沙博的团队观察到实验鲎出现了精神萎靡和定向障碍的现象。他们认为这是鲎在失去血液后,无法再给身体提供足够的氧气导致的,“重新补满它们失去的变形细胞和血蓝蛋白需要花费好几周时间”。
沙博同时说明,经历过漫长的流水线上的一天后,鲎体内起到保护作用的变形细胞被大量抽走,其愈伤能力降低,此时将它们放归充满革兰氏阴性菌的环境中,后果是很严重的。
鲎通常是在繁殖季节被捕捞的,一般都在抱对发生前,因此死亡率的升高对未来种群的数量也有潜在影响——尤其是体型更大的雌鲎,在捕捞时更受人们青睐。再加上鲎这个物种的生长期很长,这种影响很可能要过10年才会显现出来。
大西洋沿岸州海洋渔业委员会的数据显示,美国纽约州和新英格兰地区鲎的种群数量已经明显减少了。
沃森和沙博都表示,人们完全可以采取一些并不复杂的措施,降低鲎的死亡率,在不伤害LAL工业的前提下维持鲎的种群数量。之一,我们应该延迟捕捞的时间,等到繁殖期结束后再捕捞。第二,他们建议人们在将鲎运入和运出实验室时使用冷水水箱,而不是把它们堆在卡车车厢里或者轮船甲板上——整个环境又热又干。两位专家解释,这么做不仅能防止鲎“中暑”,也能防止它们书鳃上书页状的膜结构干透。
沃森和沙博二人提出的建议确实能在很大程度上降低鲎的死亡率,但在捕捞时,鲎还要面临另一个风险,这个风险和它们的神经节有关。
神经节是一小团神经元细胞,其工作就是 *** 心脏的每个部位,让它们对微弱的电脉冲信号产生回应,按正确的顺序收缩。鲎遭遇注射放血的问题在于,它们的心脏没有自我调节心率的能力,其跳动的节律只由上方的神经节调节。
“问题在于,”沃森说道,“如果你把针头 *** 鲎的身体抽血,无意中碰到了心脏神经节,那基本上就是给它判了死刑。”
而在生物医药工厂里给标本放血的工人,可能都不知道心脏神经节这种东西的存在。
不过,我从生物学家约翰·塔纳克里迪那里了解到,我们在鲎的保护方面也取得了一些很不错的成果。
塔纳克里迪是莫洛伊学院环境研究和近海监测中心的主任,他带队在长岛南岸的一座牡蛎养殖场里培养了美国唯一的美洲鲎圈养种群,虽然规模不大,但在当地起到了不错的效果。除此以外,他还在争取让联合国把美洲鲎认定为“世界物种遗产”。
或许,想要解决鲎的生存困境,更好的办法来自新加坡生物学家丁雅凌(Jeak Ling Ding,音译)在20世纪80年代做的研究。
她把鲎体内负责使LAL对内毒素产生强烈反应的DNA(脱氧核糖核酸)注入了一种微生物体内。制药公司能利用酵母菌大量生产人类胰岛素,靠的就是这种基因重组技术。在鲎血细胞中负责凝血功能的物质叫C因子,最终,丁雅凌的研究团队鉴定出了负责C因子功能的基因,并以病毒为载体,将C因子基因注入了人工培养的昆虫肠道细胞。完成重组后,昆虫细胞就成了一个个“微型工厂”,可以不断制造LAL。
丁雅凌的重组C因子检测试剂专利在2003年获批,但制药公司对此并不感兴趣。当时向市场供应重组C因子检测试剂的只有一家公司,而这家公司一直在等待美国食品药品监督管理局(FDA)的审批。因此,制药产业根本就懒得改变生产方式,毕竟从鲎身上直接提取出来的LAL已经在市场上成功应用了几十年。
好在最近,市面上出现了第二家生产重组C因子的公司,这家公司已经开始把它和传统的以活鲎为原料的试剂一起销售了。对全世界的鲎保护者来说还有一个好消息,就是有一家制药业巨头公司开始使用重组C因子对其生产的新药进行质量检测。
遗憾的是,2020年以来,各大制药公司都开始急切地寻找预防或治疗新冠肺炎的 *** ,对检测内毒素的鲎血制剂的需求飙升,对非侵略性新型检测技术的开发也就暂时被束之高阁了。
与许多海洋生物一样,我对鲎(hòu)的认知,也是始于儿时的餐桌。福建人有吃鲎(中国鲎,也叫中华鲎、东方鲎、三棘鲎)的历史。大概到我上中学时,中国鲎的资源越来越少,成为福建省重点保护野生动物,捕捉、贩卖、食用中国鲎都是违法的行为,卤肉摊上也没有了鲎的踪迹。
儋州湾的一只中国鲎。陈正平 摄
长相怪异的“海怪”
鲎,因其外形略呈马蹄形,在英文中俗称马蹄蟹,在中国民间常被称为“夫妻鱼”,其实鲎既不是蟹也不是鱼,隶属于节肢动物门肢口纲剑尾目鲎科的物种,现存4种,包括分布于北美东海岸的美洲鲎,分布于亚洲沿岸的中国鲎、南方鲎和圆尾蝎鲎(也叫圆尾鲎)。其中我国分布有中国鲎和圆尾蝎鲎两种。
鲎的长相怪异,类似一个残留着藤蔓的大葫芦,以至于许多人误将其头尾颠倒来认知,又得名“海怪”。
鲎具有典型的三段式结构,分为头胸部(覆盖弯月形的头胸甲)、腹部(覆盖六角形的甲)和尾部(剑尾)。头胸甲的前端有一对小眼睛,只能感光,而在其两侧有一对对称的大复眼,具有成像的功能,可以加强所看到的图像的反差,人们研究了鲎复眼的原理,将其应用于一些电视机和摄像机的研发。除了这4只眼睛外,鲎还有6只眼睛;头胸甲下有6对附肢,其中之一对成为螯肢,是吃饭的“餐具”,用于捕捉食物,其他五对是步足,而在这些附肢中央是它的口,像极了系列科幻电影《异形》里的抱脸虫,这也是鲎所属的“肢口纲”名称的由来;背甲的两侧有6对缘棘,主要功能是防御;背甲的腹面是像书页一样的5对书鳃,通过书鳃的扇动呼吸,也辅助游泳,这与早期流行的叶片平扁层叠、上下窜动灵活的百叶窗颇为相似,因此厦门人将百叶窗称为“鲎百页”。尾部是一根长长的锋利的剑尾,横截面为三角形,主要的功能是防御,但是在鲎侧翻、仰倒时,此时必须依靠剑尾的支撑才能翻身。
此外,人们常常还有一个常识性的错误,即认为鲎的血是“蓝色”的。其实鲎的血液无色,因其中含有铜离子,在遇到氧气后才会显蓝色。
穿越五亿年的“活化石”
文昌会文湿地两只抱对的圆尾蝎鲎。刘毅 摄
鲎常被人们称为“活化石”。
目前已知最早的始鲎类化石出土于摩洛哥距今约4.85亿年的早奥陶世Fezouata生物群。2008年,古生物学家在北美洲加拿大发现了距今4.45亿年的晚奥陶世“月盾鲎”化石,已经与现代的鲎一样有了三段式身体结构。此后的各个地质年代,鲎化石均有分布,一直到距今约2亿年前的中生代侏罗纪,鲎的外形已基本与现生种一致。
在演化早期就已找到合适的生境和生态位,演化出对应的形态和生理机能,期间演化过程一直在持续,只是早期的演化结果几乎不用大改,而且保用5亿年,这是一个非常成功的物种演化案例。从始鲎类起,鲎就演化出了三段式的身体构造组合(高效的呼吸、运动和进食器官)和适应性强的生理机能(应对低氧和温度跨度较大的环境),从而一劳永逸。
地质记录表明,鲎一直是浅水水域(河口、浅海和大陆架)生物,选对了合适的生境和生态位,演化就成功了一大半。其中河口是鲎的繁育区域,浅水水域(浅海)是大鲎的生活区域,而大陆架浅海则为鲎在不同河口的分布扩散提供了通道。
我国的北部湾沿岸是鲎最主要的分布区之一,从广西的北仑河口到广东的雷州半岛再到海南的西海岸,都能看到中国鲎和圆尾蝎鲎的踪迹。海南岛最早的鲎从何而来?很显然不可能是单独的物种演化事件,也不太可能是海南岛从大陆分离后才迁移过来的,因为鲎虽然有一定的游泳能力,但要跨越又长又深的琼州海峡,似乎是不可能完成的任务。唯一的可能性就是在海南岛与雷州半岛分离之前(至少250万年前),鲎已经通过相连的大陆架通道扩散到了海南。鲎的分布也充分印证了海南岛和大陆一脉相承的历史。
海南的鲎资源
圆尾蝎鲎的腹面。黄海燕 摄
由于红树林大型底栖动物研究的需要,我曾在过去十多年的时间里几乎走遍海南的红树林分布区,也在海口东寨港、文昌会文、儋州新盈湿地多次遇到鲎或其尸体。有一次在会文涨潮的红树林里开展调查,一对圆尾蝎鲎抱对从我的脚边游过,我激动得差点把相机甩到海里。
古籍志书里常有海南岛与鲎相关的记载。比如清代道光《琼州府志·土产》写到:“鲎鱼,状如面板,眼在背上,口在腹下;其血碧,皮壳甚坚,雄小雌大,雌鲎常负雄而行。”然而,很难全面回答“海南的鲎分布在哪些地方、量有多少、面临什么问题”,此前的文献也没有较全面的数据。
好在从2020年起,在海南各保护地主管单位的支持下,海口畓榃湿地研究所(以下简称“畓榃”)联合多家机构开展了海南岛幼鲎资源的普查工作,我也有幸参加了之一轮儋州新英湾的调查。根据畓榃发布的调查报告显示:圆尾蝎鲎主要分布在海南岛东部的会文湿地和澄迈湾,在东寨港和新盈湾有零星分布;中国鲎则主要分布在儋州新英湾和新盈湾,在澄迈湾和东寨港有零星分布,其中儋州新英湾的中国鲎无论在数量、栖息密度、分布范围上,都优于其他几个分布区,是中国鲎在海南最主要的分布地,极具保护价值。
需要保护的鲎
地笼等非法渔具在海南是鲎无法逾越的鸿沟,畓榃组织的联合调查在海南各调查点均有发现。此外,养殖塘的污染排放、外来物种入侵、非法捕抓及食用等也是造成海南鲎资源减少的原因。
目前,生境破坏和过度捕捞是鲎资源显著衰退的两大原因,具体包括海岸带围垦、沿海基础设施建设、海砂抽取、海水养殖、非法捕捞和过度利用等活动影响。其中填海项目和海岸基础设施建设造成鲎栖息地的直接丧失,而海砂抽取被认为是中国东南沿海鲎产卵生境退化的重要原因。
以中国鲎为例。它们曾广泛分布于我国东南沿海,其中北部湾是中国鲎最理想的栖息地。不少国内外专家在20世纪80年代都曾在北部湾的北海沿岸滩涂见到成群的中国鲎上岸产卵,场面蔚为壮观。中国鲎也曾在我国台湾岛西岸、澎湖群岛和金门岛十分繁盛,从民间的一些俗语和词汇里也能体现。金门有句俗语:“水头鲎,古岗臭。”指的是金门的水头盛产鲎,多到臭味都飘到了3公里外的古岗。
然而,仅仅不到30年时间,中国鲎资源发生了巨大的变化。一组调查数据显示,北部湾一带的中国鲎种群数量在近20年间下降了90%以上。
近几年,面对日益严重的鲎资源的破坏和退化,国际社会、 *** 部门、保护地管理机构、科研院校、社会公益组织等都在努力,希望扭转这种局面。2012年世界保护大会通过一项有关保护亚太区三种鲎的提议;2019年3月,世界自然保护联盟(IUCN)将中国鲎列为濒危等级物种;2019年6月,第四届国际鲎科学与保护研讨会发布《全球鲎保护北部湾宣言》,将每年的6月20日定为“国际鲎保育日”;2020年IUCN鲎专家组启动了“亚太区鲎观测站 *** 计划”,该计划于2021年在中国试行,海南儋州也列入了17个鲎观测站点之一;2021年2月,调整后的《国家重点保护野生动物名录》正式公布,中国鲎和圆尾蝎鲎升级为国家二级保护动物。
如同龟苓膏里的龟壳原料可替代一样,糟粕醋里的鲎原料也并非必需品,而且捕捉、贩卖、食用国家二级保护动物还会带来牢狱之灾。希望公众能够自觉保护鲎,让它们自由愉快地在滩涂上写下一串串“川”字,绵延不绝。
愿潮汐不止,“川”梭不息,天涯海角,鲎会有期。(刘毅)
来源:海南日报
一升10万元?地球上演化4.8亿年之久,鲎的蓝色血液到底有何用?地球上现存的物种有数百万,很多都具有悠久的演化史,在不同的生存环境之下也进化出不同的“技能”或者说性状,人类靠着发明工具和制造工具发展出智慧文明站到了食物链顶端,在上个世纪开始太空探索,也正式进入太空,甚至踏足38万公里之外的月球。
但地球上也有很多“默默无闻”的物种,它们的演化史远超人类,例如一种看起来像螃蟹的动物-鲎(hòu),当然它们的亲缘关系跟螃蟹并不近,还不及和蜘蛛密切。
但就是这样一种生物,它们对于人类非常重要,由于连年的捕捞,每年消耗数十万只,以至于数量大减,未来或面临灭绝的风险。
认识鲎
鲎是一种看起来挺奇葩的物种,从它们独特的外观来看对人类应该是挺危险的,但实际上它们的攻击性几乎为零。但如果从它们的演化历史来看,的确是算是一种优势物种了,在地球上演化4.8亿年之久,最早可以追溯至泥盆纪,曾经和三叶虫一样是海洋中的主人,和恐龙比较起来,恐龙都是小弟弟级别的。
目前已知地球上发生了五次生物大灭绝事件,每一次都会有百分之八十以上的物种灭绝,但同样每一次都会有“落网之鱼”,鲎就是其中之一,它们躲避了四次的生物大灭绝事件,最终存活至今。根据古生物学家发掘的鲎化石,跟现存的鲎做对比差别甚小,这也说明鲎这类动物在进化的历程中改变很小,因此也被称为“生物活化石”。
鲎是海洋节肢动物,外形似螃蟹,外观呈现青褐色,身体纵向分为三部分,最上部分是马蹄形状的头部,中间是方正形的腹部,最下边是剑尾,看起来细而尖,鲎的尾部可以用来翻身。
在其头部一共有四只眼睛,一对单眼位于中脊前段可以用来感光,一对复眼位于中脊的两侧。而在它的头部底侧就是嘴巴,其周围有6对附足,之一对可以用来摄取食物,第2-6对可以作为步足用来行走。它们作为肉食动物主要获取海底的软体动物和环肢动物,有的时候食物不够也会吃一些藻类。
珍贵的蓝色血液,一升10万元?
鲎拥有和大部分生物完全不同的血液,它们的血液是蓝色的,地球上大部分物种呼吸氧气都需要血液来运势,这个时候血红蛋白就起到了关键性的作用,在血红蛋白中富含铁离子,在运输氧的时候变成了红色。但是鲎不同,具有蓝色的血液,在运输血液的过程中考的是血蓝蛋白,在鲎的血液蛋白里富含铜离子,携带氧气被氧化的时候就变成了蓝色。
这个蓝色血液可真不简单,其血细胞裂解物中富含某种特殊的凝固因子,这种物质在碰到内毒素的时候会立刻“膨胀”凝固成固体,这种机制可以用来检测样品中的内毒素,由于很多细菌和真菌都含有内毒素,用这种方式就可以很好的检测出细菌真菌的存在。
这就是珍贵的鲎试剂,这种用于药品安全的检测至关重要,它的优势在于操作方便检验结果也比较准确。
鲎的血液是十分昂贵的,在美国每加仑可以售卖至3.5-6万美元,如果折合成人民币最贵可以达到10万元每升。2012年的时候鲎已经被列入《世界自然保护联盟》濒危物种红色名录ver3.1,很多人可能想不到地球上演化了4.8亿年之久,躲过了4次生物大灭绝事件,现在因为珍贵的蓝色血液或许要被人类“毁灭”了。
被吸血而亡的鲎
鲎这种动物珍贵之处在于它的蓝色血液,也正是因为可以用之制造成鲎试剂,才被人类大量的捕捞使用。科学家发现可以通过活体来获取鲎的蓝色血液,之后再把鲎放回到大自然之中,这样就可以保证源源不断的来获取这个蓝色血液。
在每只鲎的身体内可以抽取百分之三十左右的蓝色血液,全世界每年会捕获达50万只,因此说这个蓝色血液的量还是很充足的。但是科学家也发现,通过这种方式获取蓝色血液,放生的鲎也有20%的几率会死亡,如果正常存活下来在半个月左右它们的血液会恢复正常,但是在正常存活下来的个体中也存在繁殖力下降的案例。
正是因为这种原因,鲎的数量会大减,根据相关媒体的统计数据,在未来的20年内鲎的总数量会下降40%左右,如果未来鲎这种动物消失,不知道有什么可以来替代鲎试剂。
说在最后
鲎这种安全度过四次生物大灭绝的落网之鱼,其本身也含有重要的价值,其实除了鲎试剂外,很多地方把它当成一种美食,但实际上这种动物真的没有那么美味,只不过因为“物以稀为贵”被炒上了餐桌,真的希望这种演化了4.8亿年之久的物种不要毁灭在人类之手。
文/科学黑洞,图片来源 *** 侵删。
海南周刊 | 长相怪异的“海怪”、“活化石”:鲎(hòu)文\海南周刊特约撰稿 刘毅
与许多海洋生物一样,我对鲎(hòu)的认知,也是始于儿时的餐桌。福建人有吃鲎(中国鲎,也叫中华鲎、东方鲎、三棘鲎)的历史。大概到我上中学时,中国鲎的资源越来越少,成为福建省重点保护野生动物,捕捉、贩卖、食用中国鲎都是违法的行为,卤肉摊上也没有了鲎的踪迹。
儋州湾的一只中国鲎。陈正平 摄
长相怪异的“海怪”
鲎,因其外形略呈马蹄形,在英文中俗称马蹄蟹,在中国民间常被称为“夫妻鱼”,其实鲎既不是蟹也不是鱼,隶属于节肢动物门肢口纲剑尾目鲎科的物种,现存4种,包括分布于北美东海岸的美洲鲎,分布于亚洲沿岸的中国鲎、南方鲎和圆尾蝎鲎(也叫圆尾鲎)。其中我国分布有中国鲎和圆尾蝎鲎两种。
鲎的长相怪异,类似一个残留着藤蔓的大葫芦,以至于许多人误将其头尾颠倒来认知,又得名“海怪”。
鲎具有典型的三段式结构,分为头胸部(覆盖弯月形的头胸甲)、腹部(覆盖六角形的甲)和尾部(剑尾)。头胸甲的前端有一对小眼睛,只能感光,而在其两侧有一对对称的大复眼,具有成像的功能,可以加强所看到的图像的反差,人们研究了鲎复眼的原理,将其应用于一些电视机和摄像机的研发。除了这4只眼睛外,鲎还有6只眼睛;头胸甲下有6对附肢,其中之一对成为螯肢,是吃饭的“餐具”,用于捕捉食物,其他五对是步足,而在这些附肢中央是它的口,像极了系列科幻电影《异形》里的抱脸虫,这也是鲎所属的“肢口纲”名称的由来;背甲的两侧有6对缘棘,主要功能是防御;背甲的腹面是像书页一样的5对书鳃,通过书鳃的扇动呼吸,也辅助游泳,这与早期流行的叶片平扁层叠、上下窜动灵活的百叶窗颇为相似,因此厦门人将百叶窗称为“鲎百页”。尾部是一根长长的锋利的剑尾,横截面为三角形,主要的功能是防御,但是在鲎侧翻、仰倒时,此时必须依靠剑尾的支撑才能翻身。
此外,人们常常还有一个常识性的错误,即认为鲎的血是“蓝色”的。其实鲎的血液无色,因其中含有铜离子,在遇到氧气后才会显蓝色。
穿越五亿年的“活化石”
文昌会文湿地两只抱对的圆尾蝎鲎。刘毅 摄
鲎常被人们称为“活化石”。
目前已知最早的始鲎类化石出土于摩洛哥距今约4.85亿年的早奥陶世Fezouata生物群。2008年,古生物学家在北美洲加拿大发现了距今4.45亿年的晚奥陶世“月盾鲎”化石,已经与现代的鲎一样有了三段式身体结构。此后的各个地质年代,鲎化石均有分布,一直到距今约2亿年前的中生代侏罗纪,鲎的外形已基本与现生种一致。
在演化早期就已找到合适的生境和生态位,演化出对应的形态和生理机能,期间演化过程一直在持续,只是早期的演化结果几乎不用大改,而且保用5亿年,这是一个非常成功的物种演化案例。从始鲎类起,鲎就演化出了三段式的身体构造组合(高效的呼吸、运动和进食器官)和适应性强的生理机能(应对低氧和温度跨度较大的环境),从而一劳永逸。
地质记录表明,鲎一直是浅水水域(河口、浅海和大陆架)生物,选对了合适的生境和生态位,演化就成功了一大半。其中河口是鲎的繁育区域,浅水水域(浅海)是大鲎的生活区域,而大陆架浅海则为鲎在不同河口的分布扩散提供了通道。
我国的北部湾沿岸是鲎最主要的分布区之一,从广西的北仑河口到广东的雷州半岛再到海南的西海岸,都能看到中国鲎和圆尾蝎鲎的踪迹。海南岛最早的鲎从何而来?很显然不可能是单独的物种演化事件,也不太可能是海南岛从大陆分离后才迁移过来的,因为鲎虽然有一定的游泳能力,但要跨越又长又深的琼州海峡,似乎是不可能完成的任务。唯一的可能性就是在海南岛与雷州半岛分离之前(至少250万年前),鲎已经通过相连的大陆架通道扩散到了海南。鲎的分布也充分印证了海南岛和大陆一脉相承的历史。
海南的鲎资源
圆尾蝎鲎的腹面。黄海燕 摄
由于红树林大型底栖动物研究的需要,我曾在过去十多年的时间里几乎走遍海南的红树林分布区,也在海口东寨港、文昌会文、儋州新盈湿地多次遇到鲎或其尸体。有一次在会文涨潮的红树林里开展调查,一对圆尾蝎鲎抱对从我的脚边游过,我激动得差点把相机甩到海里。
古籍志书里常有海南岛与鲎相关的记载。比如清代道光《琼州府志·土产》写到:“鲎鱼,状如面板,眼在背上,口在腹下;其血碧,皮壳甚坚,雄小雌大,雌鲎常负雄而行。”然而,很难全面回答“海南的鲎分布在哪些地方、量有多少、面临什么问题”,此前的文献也没有较全面的数据。
好在从2020年起,在海南各保护地主管单位的支持下,海口畓榃湿地研究所(以下简称“畓榃”)联合多家机构开展了海南岛幼鲎资源的普查工作,我也有幸参加了之一轮儋州新英湾的调查。根据畓榃发布的调查报告显示:圆尾蝎鲎主要分布在海南岛东部的会文湿地和澄迈湾,在东寨港和新盈湾有零星分布;中国鲎则主要分布在儋州新英湾和新盈湾,在澄迈湾和东寨港有零星分布,其中儋州新英湾的中国鲎无论在数量、栖息密度、分布范围上,都优于其他几个分布区,是中国鲎在海南最主要的分布地,极具保护价值。
需要保护的鲎
地笼等非法渔具在海南是鲎无法逾越的鸿沟,畓榃组织的联合调查在海南各调查点均有发现。此外,养殖塘的污染排放、外来物种入侵、非法捕抓及食用等也是造成海南鲎资源减少的原因。
目前,生境破坏和过度捕捞是鲎资源显著衰退的两大原因,具体包括海岸带围垦、沿海基础设施建设、海砂抽取、海水养殖、非法捕捞和过度利用等活动影响。其中填海项目和海岸基础设施建设造成鲎栖息地的直接丧失,而海砂抽取被认为是中国东南沿海鲎产卵生境退化的重要原因。
以中国鲎为例。它们曾广泛分布于我国东南沿海,其中北部湾是中国鲎最理想的栖息地。不少国内外专家在20世纪80年代都曾在北部湾的北海沿岸滩涂见到成群的中国鲎上岸产卵,场面蔚为壮观。中国鲎也曾在我国台湾岛西岸、澎湖群岛和金门岛十分繁盛,从民间的一些俗语和词汇里也能体现。金门有句俗语:“水头鲎,古岗臭。”指的是金门的水头盛产鲎,多到臭味都飘到了3公里外的古岗。
然而,仅仅不到30年时间,中国鲎资源发生了巨大的变化。一组调查数据显示,北部湾一带的中国鲎种群数量在近20年间下降了90%以上。
近几年,面对日益严重的鲎资源的破坏和退化,国际社会、 *** 部门、保护地管理机构、科研院校、社会公益组织等都在努力,希望扭转这种局面。2012年世界保护大会通过一项有关保护亚太区三种鲎的提议;2019年3月,世界自然保护联盟(IUCN)将中国鲎列为濒危等级物种;2019年6月,第四届国际鲎科学与保护研讨会发布《全球鲎保护北部湾宣言》,将每年的6月20日定为“国际鲎保育日”;2020年IUCN鲎专家组启动了“亚太区鲎观测站 *** 计划”,该计划于2021年在中国试行,海南儋州也列入了17个鲎观测站点之一;2021年2月,调整后的《国家重点保护野生动物名录》正式公布,中国鲎和圆尾蝎鲎升级为国家二级保护动物。
如同龟苓膏里的龟壳原料可替代一样,糟粕醋里的鲎原料也并非必需品,而且捕捉、贩卖、食用国家二级保护动物还会带来牢狱之灾。希望公众能够自觉保护鲎,让它们自由愉快地在滩涂上写下一串串“川”字,绵延不绝。
愿潮汐不止,“川”梭不息,天涯海角,鲎会有期。
原标题:天涯海角 鲎会有期
一升卖10万元!繁衍4.8亿年的鲎被人疯狂抽血,蓝血有何用途?这或许是世界上最可悲的一种水生动物,繁衍了4.8亿年,比恐龙历史还要悠久,很早以前经常被沿海一带渔民抓来做成美味的“下酒菜”,这也就算了,现在,它还要被人类拿来“疯狂”抽血。
这种水生动物的血可不是一般的血液,是一种非常昂贵的蓝色血液,尤其在这个疫情肆虐的时期,价格水涨船高,蓝色血液的制成品卖到了每加仑60000美元,约合每升10万人民币。
这种动物就是马蹄蟹,沿海一带的渔民一定对它比较熟悉,马蹄蟹不是正式名字,正式学名为鲎,读音为hòu,马蹄蟹的别名有很多,其中让人记忆最深刻的一个别名是“夫妻鱼”,据说是因为成双成对的出现。
马蹄蟹属肢口纲、剑尾目海生节肢动物,马蹄蟹有一点像蟹,但并不是真正的螃蟹,身体结构可分成剑尾、腹部和头胸部三部分,头胸部很大,长有类似螃蟹一样的脚,头胸甲壳上长有9只眼睛,两个初级复眼和七个次级单眼。
它是一种比较原始的海生动物,至少在地球上繁衍了4.8亿年,因为在4.8亿年前的下奥陶世时期的地质层中发现了最早的马蹄蟹化石,所以它是海洋中的“活化石”之一。
马蹄蟹,马蹄蟹,不就是一种类似螃蟹的水生动物吗,为何人类要疯狂抽取它的有毒血液,到底有何用途?原来它的血液所发挥的作用远远超乎想象。
时间回到1955年,弗雷德·邦(Fred·Bang)对马蹄蟹进行血液循环研究时,发现一只马蹄蟹因弧菌感染而死,但奇怪的是马蹄蟹身体内几乎全部血液凝结成块状,弗雷德·邦没有放过这一细节,开始更深入的研究。
不研究还好,一研究让弗雷德·邦大吃一惊,马蹄蟹的蓝色血液对毒素、病毒和细菌非常敏感,只要有万亿分之一的毒素、病毒和细菌存在,蓝色血液会凝结成块状,即便是有死病毒和细菌也会继续凝结,比我们的试剂还要灵敏许多倍。
马蹄蟹的蓝血有毒,之所以为蓝色,是因为血液中含有铜离子,铜离子与吸入的氧气结合形成血蓝蛋白,马蹄蟹就是通过这种方式给身体输送氧,蓝血成因并不怎么有趣,有的动物的血液也呈蓝色。
马蹄蟹的蓝色血液是目前更好的天然“试剂”,它被 *** 成一种叫做鲎变形细胞裂解物或LAL 混合物,应用于食品、日用品、制药和化工领域。
特别是药品,马蹄蟹的蓝色血液成为一些重要疫苗的“鲎试剂”,疫苗有没有毒性,马蹄蟹血一验便知,尤其是至关重要的新冠疫苗,有科学家指出,马蹄蟹血是制造疫苗的关键物质,例如,去年瑞士研发的新冠疫苗要进入美国,不得不通过“鲎试剂”的检测。
于是,世界各地的制药公司都对“鲎试剂”产生了极强的依赖性,每年制药公司对“鲎试剂”的需求多达数千万剂,这需要上百万只成年鲎的血。
世界上一共有4种鲎,圆尾鲎、美洲鲎、马来鲎和中国鲎,分布在中国华南沿海、印度南部沿海和北美西部、南部沿海、墨西哥湾等地,每到春季,在满月的引导下,数百万只爬上海海滩产卵。
这个时候是饥饿的大型鸟类开始聚餐的时候,因为它是红宝石和其他候鸟的重要食物来源,当然,也是制药公司开始围捕马蹄蟹的更佳时机,光美国的制药公司,每年就要捕捉50万只马蹄蟹。
在疫情期间,需求量就更大了,位于美国的马萨诸塞州的查尔斯河实验室表示,要制造50亿剂新冠疫苗,需要“鲎试剂”进行600000次测试。
制药公司将马蹄蟹绑在一个特制的刑具上,技术人员用一根管子从心脏附近的静脉中提取血液,抽出蓝血,一次性抽出身体里面1/3的血液,然后再将“半死不活”的马蹄蟹丢进大海,尽管马蹄蟹的造血功能很强,也需一周到两周的时间才能缓过神来。
马蹄蟹捕捞和收集血液非常耗时,一部分马蹄蟹在抽血当场死亡,一部分马蹄蟹在放生后24小时内死去,制药业声称马蹄蟹抽血只有3%死亡。
但在2000年之后,美国新泽西州的生物学家拉里·奈尔斯检测结果显示,多达30%的马蹄蟹因抽血而死,是之前估计的10倍,抽血对马蹄蟹繁殖产生影响,产卵数量减少,差不多要比之前少50%以上。
在过去的几十年里,由于过度捕捞和疯狂抽血,导致马蹄蟹数量急剧减少,1990年,在美国特拉华湾产卵的马蹄蟹有124万只,但到了2019年,数量锐减到33万只。
在我国,沿海一带曾经出现了吃马蹄蟹的“热潮”,马蹄蟹价格甚至涨到200元一斤,比野生甲鱼还贵,这将马蹄蟹逼到了濒危的边缘,短短几年时间,马蹄蟹数量剧减到原来的10%。
其实食用马蹄蟹对身体真不好,危害极大,因为马蹄蟹肉含有大分子非特异蛋白致敏性物质,严重时会导致中毒。
现在,野生马蹄蟹是我国的二级保护动物,不允许个人捕捞,并在广东、平潭岛和广西等地建立了多个马蹄蟹保护区,还在多个沿海地区释放了幼苗。
我国为何要这么做?因为马蹄蟹是生态系统的一部分,是很多物种赖以生存的物质基础,失去了马蹄蟹,必会对生态系统造成重创。
由于马蹄蟹血液实在是太贵了,很多制药公司表示快用不起了,事实上“鲎试剂”并非不可代替,重组因子C(rFC)现在正式被欧洲批准成是“鲎试剂”替代品,有的制药公司已经开始在使用它,如果C(rFC)跟“鲎试剂”灵敏度是一样的,相信要不了多久就会被全世界接受。有趣有料的科学内容请关注唯一的微信公众号:有趣探索
4.5亿年前,这种远古萌物竟是海洋中的凶猛捕手记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉,该所研究人员与英国古生物学者合作,在我国浙江省安吉县发现一种约4.5亿年前的远古节肢动物——安吉古鲎。安吉古鲎长着圆滚滚的脑袋,外形非常可爱。不过,它其实是当时海洋中的一种凶猛肉食动物,堪称远古海洋中的“萌系霸主”。
研究主要参与者、中科院南京地质古生物研究所博士生王晗介绍,安吉古鲎属于远古重要节肢动物板足鲎中的一种。板足鲎类动物生活在淡水或海水中,以生活在海水中更为常见。以往发现的板足鲎,形态有些类似现在的蝎子,故亦被俗称为海蝎。
此次新发现的安吉古鲎,形态比以往发现的多种板足鲎类动物更加圆润可爱。从化石上看,完整的安吉古鲎身体长度约15厘米。它们头部轮廓圆滑,躯干前粗后细,分为多节,整体形态类似一根圆润的棒槌。只有尾部拖着的尖刺状尾巴和前端伸出的多对钳子提醒着观察者,它们曾是远古海洋中的凶猛肉食动物。
“安吉古鲎生活在约4.5亿年前,是迄今我国发现的最古老的板足鲎类动物。在它周围,我们还发现了生活在深海中的海绵等生物的化石。这些发现对了解、还原当时的深海环境,以及研究早期节肢动物的演化,都有重要参考价值。”参与此项研究的中科院南京地质古生物研究所研究员张元动说。
相关研究成果近日发表在国际古生物期刊《古生物学杂志》上。(图一为安吉古鲎复原图,图二为安吉古鲎化石照片,中科院南京地质古生物研究所供图)
来源: 新华网
2亿年前生物现身小区池塘,俗称“三眼恐龙虾”,只能活90多天2亿多年前的生物长什么样子?连云港东海县的一位市民宋先生的发现,或许能够解开答案。他是一位摄影爱好者,平日里也会拿着相机在周围转悠拍摄昆虫。
近日在经过小区池塘的时候,意外地发现了水里面有些奇奇怪怪的虫子,这一下子就吸引了他的兴趣,于是赶忙将这些虫子拍了下来。
从外观上看,这些虫子长得跟虾比较相似,也像蝌蚪。宋先生回家后查阅了相关资料,发现这些虫子跟2亿年前就已经在地球上生存的生物“鲎虫”很像,后来经过专家确认,这就是鲎(hou)虫。
俗称“三眼恐龙虾”,中国仅发现1种
鲎虫是一种淡水生甲壳类动物,根据已有的记载显示,世界上一共有9种鲎虫,日本发现有三种,而我国仅发现一种。
鲎虫身体颜色偏深灰绿色,长有背壳且背壳呈椭圆形,腹部柔软灵活且细长,尾巴成叉状。
背壳的身体一共分成40节左右,体长在10厘米左右,还有一些像叶子一样的附属肢体,这些附属肢体的数量能达到70多对。
鲎虫俗称“三眼恐龙虾”,一个虫子为什么会有这么霸气的名字呢?主要是因为它经过了恐龙时代而没有灭绝,又因为身体两侧有黑色的复眼,中间还有一只白色感光的眼睛,所以才得名“三眼恐龙虾”。
不过与这个霸气侧露的名字不同,它在我国民间的叫法就比较平平无奇了。比如在河北廊坊,人们叫它“花花鞋”;在内蒙古兴和县,人们叫它马蹄儿或者翻车车。
鲎虫是典型的水底栖居动物,下雨天所形成的天然池塘经常会发现它们的身影。它们具有很强的生命力,2亿多年以前就在地球上存在了。
上个世纪90年代的时候,我国很多地方都很常见,相信许多人还有印象。小时候喜欢捉这种动物来喂鸡,也抓来玩,尤其是一些雨后积水里,数量很多,不咬人,也无毒无害。
大人们都喜欢叫它“血簸箕”,因为它的背壳像农村的簸箕,用手一按会冒出红色的液体。
成虫能活90多天,虫卵休眠25年仍能活
鲎虫的寿命不算长,大约只有90多天,但它们产的卵却强悍得不得了。鲎虫的卵生命力极强,不怕干旱,如果环境缺水变得干旱,这些幼虫卵就会受到 *** 从而进入一个生物界的特殊现象,被称为“滞育期”。
简单来说就是不发育了,进入休眠阶段。这点跟水熊虫有点类似,水熊虫也是当环境变得极度恶劣时,也会进入脱水休眠状态。
直到下一个雨季来临,低洼的地方又重新形成池塘,接收到信号的幼虫卵,会终止休眠,再次进入发育直到幼虫破壳而出。
根据研究,鲎虫卵的滞育期能达到25年以上,也就是说一个25年前的休眠虫卵,当你重新将其投入水中,它还能孵化,相当强悍。
鲎虫是能够孤雌生殖的,这也就意味着它能够产两种卵,一种是夏卵,一种是冬卵,孤雌产夏卵,两性生殖产冬卵。
夏卵一般当年就孵化成虫了,这保障了鲎虫居群的数量。对环境耐受能力强的一般都是冬卵。
鲎虫的幼虫想要成长为成虫,需要经历多次脱壳,大概是每日一脱的样子,在30天内便会进化为成虫。
成虫的体型在2-10厘米区间内,至于能够长得多大?则取决于它们所处的环境优劣,如果给足够的阳光和食物,它们的体型就会明显偏大。
日本农民曾用它代替农药,也有人当成宠物养
不知道大家有没有发现这么一个现象,就是当一个地方积水很久之后,就自然会诞生一些鱼,那么这些鱼是从哪来的呢?如果没有人工放生以及与外界江河相通,那么很大一部分原因是水鸟携带过来的。
水鸟的羽毛往往比较湿润,能够藏纳住鱼卵,并且保持活性,这些鱼卵就能跟着水鸟扩散至另一片水域。
因为鲎虫的卵有“滞育期”这一个强大的设定,所以它们也能随水鸟扩散至更远的地方,这也是鲎虫能够广泛分布的原因之一。
鲎虫栖居在水底,以一些有机体的碎屑或者水中小生物为食,早在20年代初,日本就发现了有除草的功能,于是后来一些农民就拿它们充当水稻种植的农药代替品,让鲎虫把农田里的杂草去掉,好让水稻生长得更好。
另外,在日本、中国台湾等地方,也有人将鲎虫当做宠物饲养,跟我们养金鱼、蝌蚪等没啥两样。
不过鲎虫对水质和水温有一定要求,所以在饲养的时候尽量用纯净水模拟新积的雨水环境,水温控制在20-25度左右。
鲎虫在我国华北、东北、华东、华南均有分布,而且随着生长环境的改善,物种还会越来越广泛。
虽然很多虫子都是人们讨厌的对象,但鲎虫不咬人,也无毒无害,应该能得到大家的喜爱吧?
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。