这种动物,在海里躺平了4亿多年都不进化

这种动物,在海里躺平了4亿多年都不进化

本文来自微信公众号:把科学带回家 (ID:steamforkids),作者:Greye,审校:韩晶晶,头图来自:图虫创意

论躺平,没有谁能比得过鲎(hòu)这种生物。

鲎是一种海洋节肢动物,它的祖先可以追溯到奥陶纪,也就是4.8亿~4.4亿年前,当时恐龙还未出现在地球上,原始鱼类才刚刚面世。

许多远古动物,如三叶虫等,都已经走完了进化-繁荣-衰减-灭绝的整个历程,而鲎却熬过了无数次地震和火山喷发,躲过了让恐龙灭绝的大灾难,存活至今。

不但如此,鲎还基本保持着4亿多年前的原始样貌,被称为“活化石”。

图片来源:reddit

然而,正是这种古老的生物,血液里却有一种凝血素,可以应用于现代医疗的多种药物试剂中,比如胰岛素和新冠疫苗。

近年来,由于人类对它的过度索取,鲎的种群数量锐减,甚至濒临灭绝。传宗接代了4亿多年的它,会栽在人类手上吗?

一、为什么鲎几亿年不进化

事实上,鲎不进化这件事,在几百年前就难倒了一大批生物学家。

19世纪的英国生物学家赫胥黎,是达尔文进化论的忠实拥护者。

他认为,正如自然选择会让一些生物进化成完全不同的样子,那么,如果一种生物几乎没有竞争压力,它的身体结构也就不会发生太大变化。

换句话说,鲎不进化,也许是因为它活得太舒服了

图片来源:animal research nexus

地球上现存的鲎有3属4种,包括美洲鲎、中华鲎、南方鲎、圆尾鲎,主要分布在美洲的大西洋沿岸,以及亚洲的东南沿岸。它的英文名叫 Horseshoe Crab(马蹄蟹),但它不是蟹,而是蜘蛛和蝎子的近亲。

它的身体分为三部分,圆盘状的头胸部,分节的、有六对脚的腹部,以及一条长长的尾棘。

最靠前的一对脚称为螯肢,用来捕捉猎物,包括蠕虫、螃蟹、蛤蜊等。其余五对脚则用来进食和行走。

鲎的身体结构。图片来源:infovisual

虽然鲎有一条又长又尖的尾巴,渔民常常担心会被它刺伤。实际上,这根尾巴对人体无害,它最大的作用是帮助鲎游泳和翻身。

用尾巴翻身中的鲎。图片来源:travelingink‍

交配季节在春天和夏天。日落之后,雌鲎会悄悄爬上沙滩,挖出浅浅的坑洞,在里面产下几千只卵,然后雄鲎就会过来,在卵的表面覆盖上精子。

几周后,卵就会孵出幼虫。经历16次蜕壳后,它们就会性成熟,这时一般是9到12岁。鲎的寿命可以到20岁以上。

鲎聚集在沙滩上交配和产卵。图片来源:cool green science

它们能够活得长,也许得益于这一身厚厚的甲,“像个小坦克”。而且,科学家发现,它们的免疫系统特别强大且有效。

这就不得不提到,鲎的血液是蓝色的

鲎体内用来运输氧气的是血蓝蛋白,这种蛋白里含有铜离子,因此让血液呈蓝色。大部分软体动物和部分节肢动物都有这个特征。

一只受伤的鲎流出蓝色血液。图片来源:Paul Nguyen

更重要的是,鲎的血液里含有一种免疫细胞,对有毒物质特别敏感,一旦有细菌入侵,免疫细胞就会聚焦并凝固在周围,保护鲎的身体器官不受毒素伤害。

但是,有盔甲保护,免疫系统强大的生物多了去了,为什么只有鲎安然地度过了数亿年的漫长岁月?

考古学家 Richard Fortey 给出了一个直白的答案:“它们运气好。

二、鲎的医学价值

最早,鲎作为食物,被人类捕捞并食用。

食用的现象在亚洲比较普遍。据统计,中国一年要消费10万只鲎。在广西,一只2~3公斤的中华鲎(Tachypleus tridentatus)要卖到300元。要注意的是,鲎体内含有河豚毒素,处理不当可能会导致中毒。

如今,中华鲎已被列为国家二级保护动物,捕杀、销售、购买、食用,都是违法行为

而在美国,鲎主要作为商业捕捞的对象,捕捞上来的鲎可以作为某种鳗鱼的诱饵,而这种鳗鱼又可以用来诱捕某种鲈鱼。

渔民在捕捞鲎。图片来源:post and courier

而鲎的医学价值,直到半个世纪前才被发现。

1956年,一名科学家正在研究鲎的血液循环,他偶然发现,一只死于细菌感染的鲎,所有的血液都凝固成半固体状。

而这种现象,正是鲎血液中的免疫细胞与细菌的内毒素作用的结果。

内毒素是一种由革兰氏阴性菌产生的毒素,一旦进入人体内,就会引发严重症状,如发烧和出血性脑卒中。

根据这个特性,研究者利用鲎的血细胞,开发出一种LAL 试剂

它可以快速检测到内毒素的存在,从而测试疫苗的安全性。LAL 被认为是迄今为止最敏感的天然细菌指示剂,被广泛运用到生物医疗当中。

图片来源:mapping ignorance

1977年,美国食品和药物管理局(FDA)批准了这种药物投入使用。

任何进入人体的药物、注射剂,都必须先经过 LAL 的检测,例如新冠疫苗的开发;外科手术中的心脏起搏器、假肢等植入人体的医疗设备,同样需要先通过 LAL 这一关。

一名自然保护协会人员说:“你会惊讶于,我们是如此依赖这种原始生物。

而 LAL 试剂的来源 —— 鲎的血液,成了昂贵的生物原材料。2018年,一加仑(4.5公升)鲎血要卖到3.5万美元~6万美元。

美国的制药公司形成了一条“给鲎取血”的产业链。

他们雇用渔民大量捕捞鲎,将它们带到实验室,先清理掉身上的藻类和藤壶,然后用一根大针插入它们的体内,抽取出约三分之一的血液,再把它们放生,如此循环。

鲎在实验室被放血。图片来源:NHM

仅在2020年,美国的大西洋沿岸就有约70万只鲎被带到实验室放血。

一些制药公司声称,放生后的鲎只有3%会死亡。可根据一项2010年的统计,实际上经过取血的鲎,会有30%最终死亡

人类的过度捕捞,导致鲎的种群数量大幅减少。

1990年,在美国特拉华州的一片海滩上,有约124万只鲎在那里产卵。到了2019年,数量锐减到33万只。

鲎被捕捞到实验室放血的数量在逐年增加。图片来源:Atlantic States Marine Fisheries

而在亚洲,在人类捕捞、海洋污染的夹击下,中华鲎的数量更是岌岌可危。2019年,世界自然保护联盟正式把中华鲎列为“濒危”物种。

为了拯救这种日益减少的古老生物,有研究者试图人工合成 LAL 试剂,减少人类对鲎血液的依赖。

可是,人工合成剂的开发仍处于初期阶段,需要长时间的研究与试验。

图片来源:Heinrich Harder Florilegius

鲎在这个地球上的历史,远远长于人类的历史。

有科学家形容:“观察一只活着的鲎,就像在看一幅由时间绘制的远古祖先的画像。”

如此珍贵而古老的动物,它们生命的延续,需要人类的手下留情。

参考资料:

[1] "In Evolution’S Race, Horseshoe Crabs Took A Slower Pace". 2022. Science.

[2] "Horseshoe Crab Blood Saves Lives. Can We Protect These Animals From Ourselves?". 2022. Animals.

[3] "Horseshoe Crab Blood Is Key To Making A COVID-19 Vaccine—But The Ecosystem May Suffer.". 2022. Animals.

[4] "The History Of Limulus And Endotoxin". 2022. Projects.Ncsu.Edu.

[5] "Horseshoe Crab | Blood & Facts". 2022. Encyclopedia Britannica.

[6] "Facts About Horseshoe Crabs And FAQ". 2022. Florida Fish And Wildlife Conservation Commission.

[7] "Respect Your Elders (Published 2012)". 2012. Nytimes.Com.

[8] "Crash: A Tale Of Two Species ~ The Benefits Of Blue Blood | Nature | PBS". 2008. Nature.

[9] "This Crab Could Save Your Life – If Humans Don't Wipe It Out First". 2018. The Guardian.

[10] "Horseshoe Crab Blood: The Miracle Vaccine Ingredient That's Saved Millions Of Lives". 2022. Nhm.Ac.Uk.

[11] 倩倩西西. 中华鲎之灾:中国每年消费10万马蹄蟹,“野味餐桌”是罪恶之源吗?

本文来自微信公众号:把科学带回家 (ID:steamforkids),作者:Greye,审校:韩晶晶

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英雄所见略同

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