Greye
論躺平,沒有誰能比得過鱟(hòu)這種生物。
鱟是一種海洋節(jié)肢動物,它的祖先可以追溯到奧陶紀,也就是4.8億~4.4億年前,當時恐龍還未出現(xiàn)在地球上,原始魚類才剛剛面世。許多遠古動物,如三葉蟲等,都已經(jīng)走完了進化—繁榮—衰減—滅絕的整個歷程,而鱟卻熬過了無數(shù)次地震和火山噴發(fā),躲過了讓恐龍滅絕的大災(zāi)難,存活至今。不但如此,鱟還基本保持著4億多年前的原始樣貌,被稱為“活化石”。
然而,正是這種古老的生物,血液里卻有一種凝血素,可以應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)療的多種藥物試劑中,比如胰島素和新冠疫苗。近年來,由于人類對它的過度索取,鱟的種群數(shù)量銳減,甚至瀕臨滅絕。傳宗接代了4億多年的它,會栽在人類手上嗎?
鱟的祖先可以追溯到奧陶紀
事實上,鱟不進化這件事,在幾百年前就難倒了一大批生物學(xué)家。
19世紀的英國生物學(xué)家赫胥黎,是達爾文進化論的忠實擁護者。他認為,正如自然選擇會讓一些生物進化成完全不同的樣子,那么,如果一種生物幾乎沒有競爭壓力,它的身體結(jié)構(gòu)也就不會發(fā)生太大變化。換句話說,鱟不進化,也許是因為它活得太舒服了。
地球上現(xiàn)存的鱟有3屬4種,包括美洲鱟、中華鱟、南方鱟、圓尾鱟,主要分布在美洲的大西洋沿岸,以及亞洲的東南沿岸。它的英文名叫 Horseshoe Crab(馬蹄蟹),但它不是蟹,而是蜘蛛和蝎子的近親。它的身體分為三部分:圓盤狀的頭胸部,分節(jié)的、有六對腳的腹部,以及一條長長的尾棘。
最靠前的一對腳稱為螯肢,用來捕捉獵物,包括蠕蟲、螃蟹、蛤蜊等。其余五對腳則用來進食和行走。雖然鱟有一條又長又尖的尾巴,漁民常常擔心會被它刺傷,實際上,這根尾巴對人體無害,它最大的作用是幫助鱟游泳和翻身。
交配季節(jié)在春天和夏天。日落之后,雌鱟會悄悄爬上沙灘,挖出淺淺的坑洞,在里面產(chǎn)下幾千只卵,然后雄鱟就會過來,在卵的表面覆蓋上精子。幾周后,卵就會孵出幼蟲。經(jīng)歷16次脫殼后,它們就會性成熟,這時一般是9到12歲。鱟的壽命可以到20歲以上。
它們能夠活得長,也許得益于這一身厚厚的甲,“像個小坦克”。而且,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),它們的免疫系統(tǒng)特別強大且有效。
這就不得不提到,鱟的血液是藍色的。
鱟體內(nèi)用來運輸氧氣的是血藍蛋白,這種蛋白里含有銅離子,因此讓血液呈藍色。大部分軟體動物和部分節(jié)肢動物都有這個特征。
更重要的是,鱟的血液里含有一種免疫細胞,對有毒物質(zhì)特別敏感,一旦有細菌入侵,免疫細胞就會聚集并凝固在周圍,保護鱟的身體器官不受毒素傷害。
但是,有盔甲保護,免疫系統(tǒng)強大的生物多了去了,為什么只有鱟安然地度過了數(shù)億年的漫長歲月?
考古學(xué)家 Richard Fortey 給出了一個直白的答案:“它們運氣好?!?/p>
鱟在海里躺平了4億多年
鱟的身體結(jié)構(gòu)
最早,鱟作為食物,被人類捕撈并食用。
食用的現(xiàn)象在亞洲比較普遍。據(jù)統(tǒng)計,中國一年要消費10萬只鱟。在廣西,一只2~3公斤的中華鱟(Tachypleus tridentatus)要賣到300元。要注意的是,鱟體內(nèi)含有河豚毒素,處理不當可能會導(dǎo)致中毒。
如今,中華鱟已被列為國家二級保護動物,捕殺、銷售、購買、食用,都是違法行為。而在美國,鱟主要作為商業(yè)捕撈的對象,捕撈上來的鱟可以作為某種鰻魚的誘餌,而這種鰻魚又可以用來誘捕某種鱸魚。
而鱟的醫(yī)學(xué)價值,直到半個世紀前才被發(fā)現(xiàn)。1956年,一名科學(xué)家正在研究鱟的血液循環(huán),他偶然發(fā)現(xiàn),一只死于細菌感染的鱟,所有的血液都凝固成半固體狀。
而這種現(xiàn)象,正是鱟血液中的免疫細胞與細菌的內(nèi)毒素作用的結(jié)果。內(nèi)毒素是一種由革蘭氏陰性菌產(chǎn)生的毒素,一旦進入人體內(nèi),就會引發(fā)嚴重癥狀,如發(fā)燒和出血性腦卒中。根據(jù)這個特性,研究者利用鱟的血細胞,開發(fā)出一種 LAL 試劑。
鱟在實驗室被放血
它可以快速檢測到內(nèi)毒素的存在,從而測試疫苗的安全性。LAL 被認為是迄今為止最敏感的天然細菌指示劑,被廣泛運用到生物醫(yī)療當中。
1977年,美國食品和藥物管理局(FDA)批準了這種藥物投入使用。任何進入人體的藥物、注射劑,都必須先經(jīng)過 LAL 的檢測,例如新冠疫苗的開發(fā);外科手術(shù)中的心臟起搏器、假肢等植入人體的醫(yī)療設(shè)備,同樣需要先通過 LAL 這一關(guān)。
一名自然保護協(xié)會人員說:“你會驚訝于,我們是如此依賴這種原始生物?!?/p>
而 LAL 試劑的來源 —— 鱟的血液,成了昂貴的生物原材料。2018年,一加侖(4.5升)鱟血要賣到3.5萬~6萬美元。美國的制藥公司形成了一條“給鱟取血”的產(chǎn)業(yè)鏈。他們雇用漁民大量捕撈鱟,將它們帶到實驗室,先清理掉身上的藻類和藤壺,然后用一根大針插入它們的體內(nèi),抽取出約三分之一的血液,再把它們放生,如此循環(huán)。
僅在2020年,美國的大西洋沿岸就有約70萬只鱟被帶到實驗室放血。一些制藥公司聲稱,放生后的鱟只有3%會死亡??筛鶕?jù)一項2010年的統(tǒng)計,實際上經(jīng)過取血的鱟,會有30%最終死亡。
鱟被捕撈到實驗室放血的數(shù)量在逐年增加
人類的過度捕撈,導(dǎo)致鱟的種群數(shù)量大幅減少。1990年,在美國特拉華州的一片海灘上,有約124萬只鱟在那里產(chǎn)卵。到了2019年,數(shù)量銳減到33萬只。
而在亞洲,在人類捕撈、海洋污染的夾擊下,中華鱟的數(shù)量更是岌岌可危。2019年,世界自然保護聯(lián)盟正式把中華鱟列為“瀕危”物種。為了拯救這種日益減少的古老生物,有研究者試圖人工合成 LAL 試劑,減少人類對鱟血液的依賴。
可是,人工合成劑的開發(fā)仍處于初期階段,需要長時間的研究與試驗。
鱟在這個地球上的歷史,遠遠長于人類的歷史。有科學(xué)家形容:“觀察一只活著的鱟,就像在看一幅由時間繪制的遠古祖先的畫像。”
如此珍貴而古老的動物,它們生命的延續(xù),需要人類的手下留情。
(本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”公眾號,有刪節(jié))