潮人新知|拿什么来拯救“活化石”鲎?

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文|红色皇后
大多数人只知道6月20日是“世界难民日”,却不知道6月20日也是“世界鲎日”——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”,即“国际鲎保育日”。
大多数人对“鲎”这类动物不甚了解,然而它与我们每个人的生活乃至性命却紧密相关。
鲎试剂为人类带来便利
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,因此鲎也被称为活化石。世界上现存的鲎有美洲鲎、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,鲎血是蓝色的。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,而血蓝蛋白则含有铜。
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鲎血含铜,所以有毒,但还是有人会吃它的肉。只是它不好吃,所以自古以来,人们并不太注意这类不好吃又其貌不扬的动物。直到1956年,美国医学家弗雷德里克·巴里·邦发表论文,证明细菌感染会使鲎血凝固,自此,鲎的命运被改变了。
许多细菌的细胞壁里都含有称为内毒素的物质。内毒素并不是细菌分泌出来的,但人类的免疫系统接触到它,会产生可能致命的激烈反应。而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,因此可以起到阻挡细菌、避免感染的作用。
1965年,弗雷德里克·巴里·邦从鲎血中提取出一种蛋白质,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。
鲎试剂检测细菌既灵敏又便捷,很快推广开来。目前,中国的《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。
鲎面临的“血光之灾”
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,刺穿其心包(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33万多只上升到57万多只。新冠疫情暴发后,各国紧锣密鼓研究新冠疫苗,对鲎试剂的需求也随之膨胀。
为此,鲎付出了巨大的代价——这个比恐龙还要古老的家族正在面临消亡。
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、滨海工程也会破坏鲎的栖息地,疏浚河道和填海易导致水流和水深改变,废水和暴雨则会更容易在鲎生活的海水中引发富营养化;同时,全球变暖也在破坏鲎的生存环境。鲎的生存日益艰难。
从目前的相关数据来看,人们对于一只鲎一次“献”多少血才不影响其生命是缺乏标准的。美国有数据显示,如果放掉10%-30%的血,鲎的死亡率是8%,放掉40%的血,死亡率会飙升到29%。
美国捕鲎放血的时间通常是在5月到7月,此时正是鲎上岸产卵的时期,因此比较好捕捉。但这样不仅干扰了鲎的繁殖,还因为天气炎热,鲎血的血蓝蛋白浓度会下降,它们自身运输氧气的能力会降低,最终导致鲎被放血之后更易死于缺氧。
2015年-2021年,美国海岸的鲎卵数量已下降到20世纪80年代的十五分之一。
我国广西北部湾是中国鲎分布的核心区,20世纪90年代,在繁殖季能观察到60-70万对鲎,但至2019年,观察到的仅剩4万对。
鲎数量下降,危及的不仅是人类。因为鲎在生态系统中本来就具有关键作用。
比如在北美大西洋沿岸,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,它们在长途跋涉中支撑不住的时候,就必须要落下来吃东西增肥。在红腹滨鹬的迁徙途中,产卵的美洲鲎其实发挥了加油站的作用,让无数的鸟赖以生存。鲎数量的减少,也直接影响了这些候鸟的生存。
不少生物与鲎一样“难逃一劫”
鲎面临的危机,只是自然界的一个缩影。
人类的存亡与大自然息息相关。我们在大自然中获得食物、空气与水,也获得救命的材料。亿万年的生存竞争,各种生物进化出各种具有特异用途的化学分子,这些分子可能会成为人类用来救命的药物的原材料。
美国食品药品监督管理局(FDA)到2006年为止,在25年间认证了1200种新药,其中约2/3来自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,它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。于是跟鲎的命运一样,人们对紫杉醇的需求很快严重打击了红豆杉种群的生存。
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,而叶子可以很快再生,红豆杉才逃脱一劫。
用生物提取物生产的药物例子不胜枚举。比如:芋螺分泌的Ω-芋螺毒素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;还有一种学名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,一直在蚕食着各种生物种群。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。而所有生物构成的生物圈,又在更广范围内影响着人类的健康。
最简单的例子包括湿地生物能净化水源、多种植物能减少沙尘、植物能吸收有害气体,等等。
还有一些更加曲折微妙的影响,比如传播疟疾的按蚊,喜欢在光照充足的水坑里繁殖,而砍伐森林会增加照在地面的阳光,这会促使按蚊数量增加,进一步造成疟疾暴发;美国的森林面积减少正导致食肉动物减少,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,又会传染给人类一种由伯氏疏螺旋体引发的莱姆病……
还好,人类已经开始觉醒,正在为拯救鲎这类生物而努力。
2019年,中国鲎被定为国家二级保护动物。科研人员发现,鲎产卵很多,但存活率极低,于是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,其存活率会提高很多;新加坡国立大学运用转基因技术,让其他生物也能生产鲎体内的蛋白质,由此开发出了不用鲎血的新试剂——这种药物仍待试验推广,如果顺利的话,想必数以万计的鲎将有望摆脱“血光之灾”。
最后,再讲一个晚清笔记小说《清稗类钞》里的鲎故事: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。
想说,清朝人对自然的认知有限,他们虽不知道鲎对人的功用,却表现出对生命的尊重,这值得今天的我们回味。
(来源:科普中国)
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文|红色皇后
大多数人只知道6月20日是“世界难民日”,却不知道6月20日也是“世界鲎日”——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”,即“国际鲎保育日”。
大多数人对“鲎”这类动物不甚了解,然而它与我们每个人的生活乃至性命却紧密相关。
鲎试剂为人类带来便利
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,因此鲎也被称为活化石。世界上现存的鲎有美洲鲎、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,鲎血是蓝色的。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,而血蓝蛋白则含有铜。
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鲎血含铜,所以有毒,但还是有人会吃它的肉。只是它不好吃,所以自古以来,人们并不太注意这类不好吃又其貌不扬的动物。直到1956年,美国医学家弗雷德里克·巴里·邦发表论文,证明细菌感染会使鲎血凝固,自此,鲎的命运被改变了。
许多细菌的细胞壁里都含有称为内毒素的物质。内毒素并不是细菌分泌出来的,但人类的免疫系统接触到它,会产生可能致命的激烈反应。而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,因此可以起到阻挡细菌、避免感染的作用。
1965年,弗雷德里克·巴里·邦从鲎血中提取出一种蛋白质,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。
鲎试剂检测细菌既灵敏又便捷,很快推广开来。目前,中国的《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。
鲎面临的“血光之灾”
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,刺穿其心包(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33万多只上升到57万多只。新冠疫情暴发后,各国紧锣密鼓研究新冠疫苗,对鲎试剂的需求也随之膨胀。
为此,鲎付出了巨大的代价——这个比恐龙还要古老的家族正在面临消亡。
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、滨海工程也会破坏鲎的栖息地,疏浚河道和填海易导致水流和水深改变,废水和暴雨则会更容易在鲎生活的海水中引发富营养化;同时,全球变暖也在破坏鲎的生存环境。鲎的生存日益艰难。
从目前的相关数据来看,人们对于一只鲎一次“献”多少血才不影响其生命是缺乏标准的。美国有数据显示,如果放掉10%-30%的血,鲎的死亡率是8%,放掉40%的血,死亡率会飙升到29%。
美国捕鲎放血的时间通常是在5月到7月,此时正是鲎上岸产卵的时期,因此比较好捕捉。但这样不仅干扰了鲎的繁殖,还因为天气炎热,鲎血的血蓝蛋白浓度会下降,它们自身运输氧气的能力会降低,最终导致鲎被放血之后更易死于缺氧。
2015年-2021年,美国海岸的鲎卵数量已下降到20世纪80年代的十五分之一。
我国广西北部湾是中国鲎分布的核心区,20世纪90年代,在繁殖季能观察到60-70万对鲎,但至2019年,观察到的仅剩4万对。
鲎数量下降,危及的不仅是人类。因为鲎在生态系统中本来就具有关键作用。
比如在北美大西洋沿岸,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,它们在长途跋涉中支撑不住的时候,就必须要落下来吃东西增肥。在红腹滨鹬的迁徙途中,产卵的美洲鲎其实发挥了加油站的作用,让无数的鸟赖以生存。鲎数量的减少,也直接影响了这些候鸟的生存。
不少生物与鲎一样“难逃一劫”
鲎面临的危机,只是自然界的一个缩影。
人类的存亡与大自然息息相关。我们在大自然中获得食物、空气与水,也获得救命的材料。亿万年的生存竞争,各种生物进化出各种具有特异用途的化学分子,这些分子可能会成为人类用来救命的药物的原材料。
美国食品药品监督管理局(FDA)到2006年为止,在25年间认证了1200种新药,其中约2/3来自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,它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。于是跟鲎的命运一样,人们对紫杉醇的需求很快严重打击了红豆杉种群的生存。
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,而叶子可以很快再生,红豆杉才逃脱一劫。
用生物提取物生产的药物例子不胜枚举。比如:芋螺分泌的Ω-芋螺毒素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;还有一种学名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,一直在蚕食着各种生物种群。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。而所有生物构成的生物圈,又在更广范围内影响着人类的健康。
最简单的例子包括湿地生物能净化水源、多种植物能减少沙尘、植物能吸收有害气体,等等。还有一些更加曲折微妙的影响,比如传播疟疾的按蚊,喜欢在光照充足的水坑里繁殖,而砍伐森林会增加照在地面的阳光,这会促使按蚊数量增加,进一步造成疟疾暴发;美国的森林面积减少正导致食肉动物减少,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,又会传染给人类一种由伯氏疏螺旋体引发的莱姆病……
还好,人类已经开始觉醒,正在为拯救鲎这类生物而努力。
2019年,中国鲎被定为国家二级保护动物。科研人员发现,鲎产卵很多,但存活率极低,于是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,其存活率会提高很多;新加坡国立大学运用转基因技术,让其他生物也能生产鲎体内的蛋白质,由此开发出了不用鲎血的新试剂——这种药物仍待试验推广,如果顺利的话,想必数以万计的鲎将有望摆脱“血光之灾”。
最后,再讲一个晚清笔记小说《清稗类钞》里的鲎故事: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。
想说,清朝人对自然的认知有限,他们虽不知道鲎对人的功用,却表现出对生命的尊重,这值得今天的我们回味。
(来源:科普中国)
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