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地球唯一蓝血生物!曾经救人无数 现在却濒临灭绝
2024-06-20 07:55:15  出处:科普中国  作者:红色皇后 编辑:建嘉     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

2019 年,世界自然保护联盟将中国鲎(hòu)定为“濒危”级别,并将 6 月 20 日定为世界鲎日。

大多数人对“鲎”这类动物不甚了解,甚至连认识这个字的人都不多,然而它与我们每个人的生活乃至性命都紧密相关。我们每个人都应该对它说声“谢谢”。

鲎如何改变人类命运

鲎属于剑尾目,这个家族非常古老,可以追溯到四亿多年前的奥陶纪,被称为活化石。现存有美洲鲎、中国鲎、南方鲎、圆尾鲎四种。

鲎的头部由一块又大又圆的甲壳覆盖,腹部则是一块略呈三角形,边缘有刺的小甲壳,身下有六对腿,还有一条长尾巴,造型十分科幻,仿佛太空战舰。最怪的一点是,鲎的血是蓝色,这是因为它的血用血蓝蛋白运输氧气,我们的血红蛋白里含有铁,血蓝蛋白则含有铜。

地球唯一蓝血生物!曾经救人无数 现在却濒临灭绝

自古以来,人们并不太注意这类不好吃(鲎血含铜所以有毒,但还是有人吃它的肉)又其貌不扬的动物。直到 1956 年,美国医学家弗雷德里克·巴里·邦(Frederik B. Bang)发表论文,证明细菌感染会使鲎血凝固,自此,鲎的命运改变了,人类的命运也改变了。

许多细菌的细胞壁里都含有称为内毒素(Endotoxin)的物质。内毒素并不是细菌分泌出来毒我们的,但我们的免疫系统接触到它,会产生可能致命的激烈反应。鲎的血细胞含有一种特殊的蛋白质,遇到内毒素就会固化成凝胶状。因此鲎血遇到细菌的内毒素就会凝固,起到阻挡细菌,避免感染的作用。

965 年,弗雷德里克·巴里·邦从鲎血中提取出蛋白质,制成药品,用来检测内毒素和病菌。这种药物后来被称为鲎试剂(Limulus amebocyte lysate)。

鲎试剂检测细菌既灵敏又便捷,很快推广开来。目前在中国,《中国药典》里有 300 多种注射药剂要用到鲎试剂, 2000 多家药品和医疗器械企业在使用鲎试剂,每年的试剂产量超过一千万支。

鲎种群面临危机

鲎试剂为人类带来福音,也为鲎带来灭顶之灾。人们开始大批捕捉野生鲎,刺穿心包(包裹心脏的包囊)引出天蓝色的鲜血,作为制药原料。

用于制作鲎试剂的主要是中国鲎和美洲鲎。从 2004 年到 2017 年,美洲鲎的捕捉数量从 33 多万只上升到 57 多万只。新冠疫情爆发后,各国紧锣密鼓研究新冠疫苗,对鲎试剂的需求也随之膨胀,在席卷全球的大疫中,鲎用鲜血维护我们每个人的安全,而代价是这个比恐龙还要古老的家族日益消亡。

地球唯一蓝血生物!曾经救人无数 现在却濒临灭绝

美国对于一只鲎要“献”多少血缺乏标准,如果放掉 10%~30% 的血,鲎的死亡率是 8% ,放掉 40% 的血,死亡率飙升到 29% 。此外,美国捕鲎放血的时间是 5~7 月,此时是鲎上岸产卵的时期(比较好捉)。这样不仅干扰了鲎的繁殖,因为天气炎热,鲎血的血蓝蛋白浓度会下降,运输氧气的能力降低,导致鲎被放血之后更易死于缺氧。2015~2021 年,美国海岸的鲎卵数量下降到上世纪 80 年代的十五分之一。

广西北部湾是中国鲎分布的核心区,上世纪 90 年代,在繁殖季能观察到 60~70 万对鲎,2019 年,仅剩 4 万对。

除了制作鲎试剂,人们还会捕捉鲎作为鱼饵和传统食品。填海造陆、滨海工程会破坏鲎的栖息地。疏浚河道和填海导致水流和水深改变,废水和暴雨会更容易在鲎生活的海中引发富营养化。全球变暖也在破坏鲎的生存环境。

鲎数量下降,危及的不仅是人类,因为鲎在生态系统中具有关键作用。

在北美大西洋沿岸,美洲鲎卵是许多候鸟如红腹滨鹬的美食。候鸟只能携带有限的脂肪作为迁徙的能量。它们饿得太瘦,支撑不住的时候,就必须要落下来吃东西增肥。这样,在红腹滨鹬的迁徙途中,产卵的美洲鲎,发挥了加油站的作用,让无数的鸟赖以生存。

大自然与人类紧密相关

鲎面临的危机,只是自然界的一个缩影。

我们不仅从大自然中获得食物、空气与水,也获得救死扶伤的材料。在亿万年的生存竞争中,生物打磨出了无数具有特异用途的化学分子。而这些分子就可能成为药物的原材料。

美国 FDA 到 2006 年为止的 25 年间,认证了 1200 种新药,其中约 2/3 是生物产生的分子或衍生物。

这方面最典型的例子是抗癌药紫杉醇(Taxol),产自红豆杉属树木的树皮。在美国西北太平洋地区,太平洋红豆杉一直被伐木工视为“无用的树”,直到紫杉醇横空出世。所以我们对自然和生物的了解,往往是很浅薄的,不能轻率地下结论说一种东西“没有用”。跟鲎一样,对紫杉醇的需求严重打击了红豆杉种群。幸而红豆杉叶子能提取出一种类似紫杉醇的物质,可以人工合成紫杉醇,叶子可以再生,红豆杉逃脱一劫。

 

生物产生的药物例子不胜枚举。芋螺分泌的 Ω-芋螺毒素(Omega-contoxin)对神经钙通道有高度特异性,可以镇痛,也可以保护神经细胞存活。巴西蝮蛇的毒素能够抑制让血管收缩的酶,起到降血压的作用。

一种学名 Agelas dendromorpha 的海绵,会产生名为 Agelastatin A 的生物碱,被视为很有潜力的抗癌新药。人类对药物的需求,也在鲸吞蚕食着各种生物的种群。世界自然基金会估计,药用植物总共约 5 万种,其中超过 2/3 是野外采集,四千到一万种可能已经濒危。所有生物构成的生物圈,在更加广大的尺度上,影响着我们的健康。最简单的例子包括湿地生物净化水源,植物减少沙尘、吸收有害气体等等。还有一些更加曲折微妙的影响。传播疟疾的按蚊,喜欢在光照充足的水坑里繁殖,砍伐森林会增加照在地面的阳光,按蚊数量增加,进一步造成疟疾爆发。美国的森林破碎化导致食肉动物减少,白足鼠和花鼠因为没有了天敌而大量繁殖,这些鼠类携带的蜱虫,会传染一种由伯氏疏螺旋体引发的莱姆病。

值得注意的是,生态系统损害对人类健康造成的不利后果,往往不成比例地由贫穷的人承担。日益加剧的环境破坏和生物灭绝,正让他们的处境雪上加霜。

还好人类虽然愚蠢,但并非不会反思。鲎救人无数,如今人们也开始觉醒,为拯救鲎而努力。

2019 年,中国鲎被定为国家二级保护动物。鲎产卵很多,但存活率极低,广西北部湾大学经过多年努力,终于研究出了鲎的增殖放流技术,把鲎卵养成小鲎再放回海里,存活率就会提高很多。

新加坡国立大学的 Jeak Ling Ding 运用转基因技术,让其他生物生产鲎的蛋白质,开发出了不用鲎血的新试剂。

如果这种药物能得以顺利推广的话,数以十万计的鲎有望摆脱“血光之灾”。

最后,我想用晚清笔记小说《清稗类钞》里的一个故事作为本文结尾:乾隆年间,某地海水泛滥,一对鲎落到了岸上,乡人用车送它们回海,鲎向西叩首而没。清朝人对自然的认知有限,他们虽不知道鲎对人的功用,但这个故事里透露出的对生命的尊重,值得今天的我们一再回味。

责任编辑:建嘉

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