10月2日上午9点,浙江温岭市,两个小男孩提着一个水桶走进派出所,说要交给警察同志一个“宝贝”。民警接过这水桶往里一看,里面竟是一只长相怪异的生物,外表似蟹,背甲上有4只眼睛,还有一条长长的剑尾。
两个小男孩一个15岁,一个11岁,令民警惊讶的是,他们竟然能准确地说出这个生物的名字——鲎(hòu),还知道它是国家二级保护动物。
鲎,在全世界共分四种,分别是中华鲎、美洲鲎、马来鲎和圆尾鲎,在我国主要分布的是中华鲎,生活在海底的海沙之中,头胸部的甲壳如同马蹄一般,所以也叫马蹄蟹。不过虽然长得和虾蟹比较像,但它们其实和节肢动物中的蜘蛛和蝎子关系更近。
它们的祖先诞生自大约4亿年前的泥盆纪,当时恐龙尚未崛起,原始鱼类也才刚刚出现。从出土的两亿多年前的化石来看,两亿年间马蹄蟹的样子基本没有改变,属于现存的“活化石”物种之一。
小王同学和堂弟一起去东海塘游玩时,发现了这只马蹄蟹躺在岸边,一动不动,因为曾经在课堂上了解过这种生物,而且印象深刻,小王认出了它的身份。当时太阳又非常毒辣,小王担心这只马蹄蟹被晒死,也不知道该怎么处理它,只能先将它带回了家。
回到家后,小王把这件事告诉了父母,随后在父母的鼓励下,第二天一早,小王就和堂弟一起带着这只马蹄蟹送来派出所。民警对马蹄蟹进行了初步的检查后,发现它并没有受伤情况,于是便联系了渔政部门,将它带到了海边放生。
复眼启迪科技进步马蹄蟹虽然是一种古老的生物,但它却启迪了科技的进步,而且它带来的启示如今已经应用在无数人的生活中。
在马蹄蟹的背面前部中央,长着一对单眼,对于紫外光非常敏感,用来感知亮度。而在背甲两侧还长有一对大复眼,一只复眼大概由1000只小眼组成。这对复眼有一种侧抑制现象,能够大大增强看见的目标清晰度。
马蹄蟹的眼睛让它在近代仿生学中有着重要地位,人们通过研究,将侧抑制原理应用在电视和雷达中,提高了电视的清晰度和雷达的显示灵敏度,还能够让X光照片、航空照片变得更加清晰。
月球照片
而除了它们的眼睛,它们奇特的蓝色血液对人类的意义更大,在现代医学中占据了非常重要的地位。
神奇的蓝色血液我们常见的各种动物血液基本以红色为主,但也有血液为其他颜色的动物。章鱼和马蹄蟹的血液就是罕见的蓝色。
红色血液
人类是依靠含铁元素的血红蛋白来运输氧气的,当铁元素与氧气结合时就会呈现红色。但马蹄蟹体内没有血红素,运输氧气的也不是血红蛋白,而是含有铜离子的血蓝蛋白,铜离子与氧气结合就会呈现蓝色。
在马蹄蟹的血液中,并没有白细胞,但却含有一种特殊的变形细胞,这是由于它们的身体构造而专门进化出来的。马蹄蟹的血液与其他动物不同,能够与身体组织直接接触,这也就意味着细菌从它的外骨骼缝隙进入后,很容易就能借助血液进入它体内的其他组织。
为了应对这种情况,马蹄蟹的变形细胞在察觉到细菌入侵后,就会释放出一种化学物质粒子,这些粒子不会杀死细菌,但是会迅速形成一层粘稠的凝胶状物质,从物理层面上阻断细菌和细菌产生的内毒素入侵,并且还能使伤口愈合。
利用这个机制,1977年时,科学家们就利用了马蹄蟹的血液制成了检测细菌的鲎试剂,拥有灵敏度高、反应迅速、不受抗菌药物影响等优点。它们的血液对于细菌非常敏感,即使液体中只含有万亿分之一浓度的危险细菌或细菌产生的毒素,这些血液提取物都能做出反应,迅速凝结。
而在这种检测试剂诞生之前,科学家们想检测细菌就只能依靠活体注射兔子再进行观察,既耗时又耗力,结果也不一定准确。鲎试剂的出现可以说完全改变了这一局面,直到今天,鲎试剂都在人类研制各种注射药物和疫苗上有着重要作用,其中甚至包括新冠疫苗的研制。
不过,巨大的血液需求也造成了它们的种群数量逐年下降,美洲鲎在2012年成为易危物种,中华鲎也在2019年成为濒危物种。
在十几年前的海边,经常能看见抱在一起的马蹄蟹,但在如今却很少能够见到了。它们的血液能够制造专门检测细菌的鲎试剂,而且马蹄蟹的蓝色血液是鲎试剂唯一已知的天然来源,可以说全世界的制药公司都离不开马蹄蟹的存在,人类对它的依赖超出很多人的想象。
生物医药公司将这些马蹄蟹捕捉以后,会将它们固定在仪器上,然后切开它们心脏附近的组织,放出它们全身近30%的血液,这是一份耗时耗力的工作,因此医药公司生产出的鲎试剂价格达到了惊人的1.5万美元一升,也就是差不多一升10万人民币。
在采取血液后,这些马蹄蟹将被放归大海,并选择一个与原捕捉地点相差甚远的地点,防止它们被再次捕捉放血。
一些医药公司称这种放血方式就跟人类献血差不多,但是实际上,大约有10%到15%的马蹄蟹会在放血途中死亡,还有一部分会在放生后48小时内死亡。据估计,大约有30%被采血的马蹄蟹在回到大海后死亡。
而即使是活下来的马蹄蟹,放血对它们也不是全无影响,这些被放过血的马蹄蟹不仅行动迟缓,更容易昏睡,它们的繁殖能力也出现了问题,排卵量大幅减少,这也是导致它们数量越发稀少的原因之一。
尽管在2013年,已经研发出了鲎试剂的合成替代品,但是至今仍有许多公司还在使用鲎试剂。
美国的新泽西特拉华湾是马蹄蟹主要的产卵地之一,但在2019年时,仅有33万的马蹄蟹来此产卵,比起1990年时的124万只来说,已经锐减了近4倍。
而我国的马蹄蟹数量同样不容乐观,已经是国家二级保护动物,不过在今年7月份时,福建的实验基地中已经攻克了马蹄蟹人工繁殖的难关,人工繁育孵化率可以达到60%,在我国多地也建立了专门的自然保护区。
希望这个历经4亿年的古老物种,能够继续在地球上繁衍下去。
参考资料
《鲎:为人类医学事业奉献自己的活化石》 马晓惠
《鲎与鲎血》
《大海里的恩爱夫妻——鲎》 詹绍琛
《面临生存困境的动物活化石——鲎》 陈章波
《中华鲎实现人工繁育!“海洋活化石”为何如今濒临灭绝?》
《珍贵蓝血在美国用于新冠疫苗测试,动保人士:活化石马蹄蟹濒临灭绝》
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