鱟藍(lán)色血液的鴛鴦魚(yú)

馮雪梅

鱟（hòu）是地球上最早的已知生物之一，至少在4億多年前的泥盆紀(jì)，它們就已經(jīng)出現(xiàn)。在數(shù)億年的時(shí)間長(zhǎng)河中，鱟一直保持著原始而古老的相貌，與幾億年前祖先的化石相比，幾乎沒(méi)有任何進(jìn)化，因此被生物學(xué)家稱為“活化石”。

在我國(guó)，鱟又叫做“馬蹄蟹”，因?yàn)樗兄?lèi)似螃蟹的硬質(zhì)甲殼和馬蹄形的頭胸部。但是，從物種的角度上說(shuō)，鱟與蟹沒(méi)有任何關(guān)系。在我國(guó)南方沿海地區(qū)，鱟還有一個(gè)浪漫的名字——“鴛鴦魚(yú)”，這是因?yàn)檫M(jìn)入交配季節(jié)后，雄鱟總是緊緊地抱住雌鱟一起行動(dòng)，形影不離，漁民一撈就是一對(duì)。

鱟不但模樣奇特，血液更是罕見(jiàn)的藍(lán)色，一旦接觸到細(xì)菌便會(huì)凝固，是醫(yī)學(xué)上最佳的細(xì)菌檢測(cè)試劑。

長(zhǎng)相古怪的古老生物

鱟眼啟發(fā)的仿生科學(xué)

鱟在地球上已經(jīng)生存了至少4億年，如今還有3屬4種：分布在北美的美洲鱟；分布在日本、韓國(guó)以及中國(guó)沿海的中華鱟；分布在印度、越南沿海的南方鱟和分布在泰國(guó)沿海的圓尾鱟。

與4億年前的化石相比，它們幾乎沒(méi)有任何進(jìn)化，因此有科學(xué)家稱它們?yōu)椤把莼魷念?lèi)群”，達(dá)爾文則解釋這類(lèi)生物在生存過(guò)程中沒(méi)有遇到過(guò)競(jìng)爭(zhēng)。

從鱟的發(fā)育過(guò)程來(lái)看，它的幼蟲(chóng)與幾億年前在海洋中繁盛的三葉蟲(chóng)長(zhǎng)得十分相似，于是科學(xué)家推斷：鱟與三葉蟲(chóng)有著十分密切的親緣關(guān)系。

成年鱟的長(zhǎng)相十分奇特，乍一看有點(diǎn)像螃蟹，但跟螃蟹大不相同。鱟的身體包著硬質(zhì)甲殼，呈青褐色或暗褐色；它的身體由關(guān)節(jié)相連的3個(gè)部分組成：頭胸部、腹部和一根長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴。鱟的頭和胸是連在一起的，頭部較圓厚，胸部較為扁平。頭胸部上頂著一個(gè)寬闊的背甲，呈馬蹄形，這也是它另一個(gè)名字“馬蹄蟹”的來(lái)歷。

在鱟的頭胸部?jī)蓚?cè)，還各有一只大復(fù)眼——每只復(fù)眼由約1000只小眼組成。美國(guó)科學(xué)家哈特蘭因?qū)c的眼睛進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了“側(cè)抑制原理”，能大大加強(qiáng)目標(biāo)的清晰度。人們根據(jù)“側(cè)抑制原理”，研制出了與鱟的復(fù)眼結(jié)構(gòu)相似的電子眼，用來(lái)處理模糊的X光照片、航空攝影照片和月球照片，得到了輪廓清晰的圖像。哈特蘭因也由此獲得了1967年的諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)。此外，鱟的頭胸甲前端還有一對(duì)小眼睛，每只直徑僅有半毫米，它們雖然很小，但既有晶狀體，又有視網(wǎng)膜，對(duì)紫外線尤為敏感，僅用來(lái)感知亮度。

鱟頭胸部的腹面長(zhǎng)著6對(duì)附肢。與螃蟹一樣，第一對(duì)附肢最為強(qiáng)壯，稱為“螯肢”，是專門(mén)用來(lái)捕捉蠕蟲(chóng)等獵物的，也是鱟捕獵時(shí)最重要的工具。其他5對(duì)附肢圍繞在口周?chē)Q為“步足”，主要功能是進(jìn)食和步行。前面4對(duì)步足都是鉗狀，內(nèi)側(cè)有長(zhǎng)刺，用來(lái)剝離食物并將其送入口中，而最后一對(duì)步足活像一把耙子，是鱟挖土的工具。

鱟的消化和排泄系統(tǒng)也很有特點(diǎn)。由于它們沒(méi)有牙齒，不能咀嚼，食物入口之后便被直接送到磨胃——一個(gè)類(lèi)似砂囊的器官，然后被磨碎，再被送入長(zhǎng)形的胃腸內(nèi)被消化、吸收。鱟有一個(gè)非常重要的器官，稱為“肝胰腺”，能夠分泌消化酶并將其送進(jìn)胃腸。食物消化后，殘余物通過(guò)排泄器官被排出體外。不過(guò)，鱟的排泄器官長(zhǎng)在附肢上——在第4對(duì)步足的底部，有兩個(gè)小小的開(kāi)口，這就是鱟的排泄口。頭胸部的附肢內(nèi)側(cè)覆蓋著書(shū)腮——顧名思義，鱟腮長(zhǎng)得像層層疊疊的書(shū)頁(yè)。書(shū)腮不僅是鱟的呼吸器官，還是它們?cè)谒杏蝿?dòng)的主要工具：游泳時(shí)，鱟的背部朝下拍動(dòng)腮片，以推動(dòng)身體在水中行進(jìn)。不過(guò)，鱟更喜歡在海底或沙灘上行走，將身體彎成弓形，鉆入泥沙中，然后用長(zhǎng)而尖的尾劍和最后一對(duì)步足推動(dòng)身體前進(jìn)。

鱟的尾部呈三角棱錐形，堅(jiān)硬而鋒利，能自由運(yùn)動(dòng)，不但可以幫助行走，也是御敵的重要武器，堅(jiān)硬的尾部就像一把寶劍，可以刺入敵人的身體，致敵人于死地。

繁殖期形影不離的“海底鴛鴦”

需要十二三年才能發(fā)育成熟

鱟喜歡待在溫暖的海水里。休息的時(shí)候，它們待在20～60米深的砂質(zhì)底淺海區(qū)，把身體藏在泥沙里，只露出劍尾。冬季會(huì)跑到更深的海域去冬眠，夏季則“登陸”到海灘，待在沙灘或泥灘上。

鱟的食譜很雜，以動(dòng)物為主，最喜歡的是棲息在海底和水草中的小型甲殼動(dòng)物、小型軟體動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物等，有時(shí)也吃一些有機(jī)碎屑，成年鱟甚至可以捕食小蝦和小魚(yú)。不過(guò)，體形微小的幼鱟就只能以單細(xì)胞藻類(lèi)、各種小蟲(chóng)幼體等更小的生物為食。

每年4～8月是鱟的繁殖期。此時(shí)，成年鱟會(huì)尋找伴侶，當(dāng)雄鱟找到雌鱟，就會(huì)用鉤狀的第二對(duì)步足將其緊緊抱住，在整個(gè)繁殖期都形影不離。這個(gè)時(shí)候捉到的鱟往往成雙成對(duì)。因此，沿海漁民把這種“婦唱夫隨”的動(dòng)物稱作“海底鴛鴦”或“夫妻魚(yú)”。有趣的是，由于雌鱟少，雄鱟多，常常能看到兩三只雄鱟緊緊抱著一只雌鱟的情況。

趁著大海漲潮，身形肥大的雌鱟便馱著瘦小的丈夫浮上沙灘，到高潮線上挖穴產(chǎn)卵，這是為了保證卵在退潮后能受到陽(yáng)光的照耀。鱟的繁殖能力很強(qiáng)，在沙灘上產(chǎn)卵時(shí)，雌鱟用那對(duì)耙子般的步足在沙灘上挖出一連串的淺坑，在每個(gè)淺坑中分別產(chǎn)下數(shù)百枚卵，然后雄鱟用精液將卵覆蓋起來(lái)，使其受精。

在海水和陽(yáng)光的潤(rùn)澤下，數(shù)周后，小得幾乎看不見(jiàn)的幼鱟便破殼而出了。初生的鱟體長(zhǎng)僅7～8毫米，呈半透明狀，沒(méi)有尾劍，與化石中的三葉蟲(chóng)幼蟲(chóng)十分相似。

鱟的生長(zhǎng)周期很長(zhǎng)，初生的幼鱟以貯存的卵黃為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，通過(guò)蛻殼的形式長(zhǎng)大，每蛻殼一次，就長(zhǎng)大一點(diǎn)，直到蛻殼十五六次之后，才能長(zhǎng)得跟成年鱟相似。要達(dá)到性成熟，雄鱟需蛻殼19次，雌鱟也需蛻殼18次。性成熟之后，鱟便不再蛻殼。

在我國(guó)福建、臺(tái)灣沿海一帶，已經(jīng)有人開(kāi)展對(duì)鱟的人工飼養(yǎng)和研究，但因?yàn)闂l件限制，至今也沒(méi)有鱟從出生到死亡的完整記錄。據(jù)估算，鱟的壽命大約為20多年，直到十二三歲，鱟才能發(fā)育為性成熟的個(gè)體，可見(jiàn)其生長(zhǎng)和繁殖的周期相當(dāng)漫長(zhǎng)。

奇特的藍(lán)血?jiǎng)游?/p>

用于臨床的鱟血試劑

眾所周知，人類(lèi)和大多數(shù)動(dòng)物的血液都是紅色的，而鱟的血液卻是藍(lán)色的。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)：紅色血液是因?yàn)楹械蔫F離子，當(dāng)鐵離子與氧結(jié)合后，形成血紅蛋白，使血液呈紅色。而在鱟的血液中，銅離子的含量是其他生物的幾千倍，當(dāng)銅離子和氧結(jié)合后，形成血藍(lán)蛋白，使血液呈藍(lán)色。

鱟的藍(lán)色血液具有十分神奇的用途。1956年，美國(guó)科學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)鱟的藍(lán)色血液一旦接觸到細(xì)菌，立即就會(huì)凝固成膠狀物質(zhì)。研究者將鱟的血液提取出來(lái)制成試劑，能夠檢測(cè)出含量低至萬(wàn)億分之一的細(xì)菌。根據(jù)這一特性，醫(yī)學(xué)界創(chuàng)立了鱟試劑檢測(cè)法，能夠立即檢查出病人是否有細(xì)菌感染，為急診病人節(jié)約大量時(shí)間。

作為在地球上生存了4億多年的地球居民，鱟被生物學(xué)家稱為“活化石”。在數(shù)億年的地質(zhì)變遷中，鱟能夠在殘酷的生存競(jìng)爭(zhēng)中活下來(lái)，一方面是達(dá)爾文說(shuō)的沒(méi)有遇到強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者；另一方面，鱟的繁殖能力的確很強(qiáng)，還有堅(jiān)硬的甲殼和尖銳的劍尾保護(hù)自己。此外，鱟肉的口感很差，人類(lèi)食用后容易發(fā)生過(guò)敏和中毒現(xiàn)象，所以，鱟在過(guò)去很少遭到大規(guī)模捕殺。

但在鱟血試劑用于臨床后，人們對(duì)鱟的需求就開(kāi)始猛增。經(jīng)過(guò)多年的捕捉，全球范圍內(nèi)鱟的數(shù)量已經(jīng)開(kāi)始明顯減少。在我國(guó)，鱟已經(jīng)被列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物，沿海地區(qū)專門(mén)設(shè)立了鱟保護(hù)區(qū)。

為了獲得寶貴的鱟血，人們很早就開(kāi)始嘗試人工飼養(yǎng)鱟，但結(jié)果一直不太理想。由于鱟的生長(zhǎng)周期很長(zhǎng)，再加上環(huán)境等因素的影響，很多鱟都出現(xiàn)了明顯的貧血現(xiàn)象，無(wú)法用來(lái)制作試劑。

如今，制藥公司找到了一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的方式來(lái)制造鱟血試劑。在非繁殖期里，人們捕捉大量的鱟，然后篩選健康無(wú)傷的個(gè)體，放在特制的架子上，用一根不銹鋼針頭刺進(jìn)鱟的身體取血，每只鱟取血100毫升左右。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，這種取血方式就像人類(lèi)獻(xiàn)血一樣，對(duì)鱟沒(méi)有什么影響，更不會(huì)危及生命。