《極境生機》:古老的藍血動物鱟、小小的候鳥紅腹濱鷸,以及與人類行為的互動

  发布时间:2024-05-17 18:38:30   作者:玩站小弟   我要评论
文:Gene有群於地球生存好幾億年、躲過一次又一次全球生物大滅絕的奇蹟動物——鱟在四億五千萬年前的古生代泥盆紀出現,與早已滅絕的三葉蟲是近親,約在兩億年前至今,其外形特徵就未發生明顯的改變。鱟雖然古老 。

文:Gene

有群於地球生存好幾億年、極境躲過一次又一次全球生物大滅絕的生機奇蹟動物——鱟在四億五千萬年前的古生代泥盆紀出現,與早已滅絕的古老三葉蟲是近親,約在兩億年前至今,藍的候其外形特徵就未發生明顯的血動改變。鱟雖然古老,物鱟為但已在險惡的鳥紅海洋裡生存幾億年,我們能夠從鱟身上學到許多有用的腹濱知識及取得寶貴的產品。

鱟的鷸及與人藍色血液在醫學和人類健康方面具有非常重要的價值,因為鱟血含有一種名為「鱟變形細胞溶解物」(Limulus amebocyte lysate,類行LAL)的互動特殊成分。LAL可用於製作一種靈敏的極境細菌內毒素(endotoxins)檢測劑,因為牠們的生機血液遇到內毒素時,會引發凝血反應的古老防禦機制,使鱟血在遭到感染時迅速凝固,藍的候封閉傷口或感染部位,防止細菌進一步擴散。我剛好有同事也在研究LAL,我們合作採了三棘鱟(Tachypleus tridentatus)的鱟血來萃取蛋白質。我還學會了用針從鱟的臟中藍血的方法,到金門採過幾次鱟血,還曾被媒體採訪過。

在美洲大陸上,鱟和一種候鳥之間有令人稱奇的交集,是一種獨特而緊密的生態關係,體現在牠們的繁殖和遷徙行為上。鳥主角紅腹濱鷸(Red Knot, Calidris canutus)是一種小型濱鷸。紅腹濱鷸六個亞種中的rufa亞種,每年都會進行地球上最長的遷徙之一,從南美洲的最南端飛往北極的繁殖地,然後再飛回南美洲,年度遷徙路線可以長達數千公里。紅腹濱鷸的長途遷徙是一個極其複雜的過程——牠們的身體結構和飛行方式都經過天擇的優化,具有高度有效的代謝系統和極佳的空氣動力學形態,能夠以最有效的方式使用能量。

紅腹濱鷸遷徙時會選擇有利於節省能量的氣流和路線,並在適當的地點和時間停歇以覓食和休息,讓牠們最有效地利用和保存能量。在遷徙前,紅腹濱鷸的身體會發生一些變化,以更有效地儲存和利用能量。牠們的一些內臟器官(如胃和腸)在遷徙前會縮小,以減輕體重和節省能量,而在到達目的地後再恢復到正常大小,以適應更高的消化和吸收需求。然而,即使牠們再節約能量,這種漫長的遷徙過程中,保持足夠的能量來支撐飛行仍是一個巨大的挑戰。

在遷徙期間,紅腹濱鷸最著名的食物來源是鱟的卵。這些卵含有豐富的脂肪和蛋白質,對於快速增加體重和儲存能量至關重要。透過食用高能量食物,紅腹濱鷸可以迅速儲存大量的脂肪,作為遷徙飛行中的能量來源。

在這本好書《極境生機:小小濱鷸&古老的鱟,貫穿億萬年的生態史詩》(The Narrow Edge: A Tiny Bird, an Ancient Crab, and an Epic Journey)中,作者黛博拉.庫雷莫(Deborah Cramer)跟隨紅腹濱鷸沿著洲大西洋海岸的遷徙路線,帶領我們見識這個南美洲南端到北極圈的遷徙路程。這本書以生動和引人入勝的敘述方式,描繪了紅腹濱鷸和鱟這兩種不同生物間深刻的關聯以及牠們與人類行為的互動,深入介紹了紅腹濱鷸和鱟的生物學和生態學。

在北美的大西洋沿岸,特別是德拉瓦灣(Delaware Bay),每年春季是鱟繁殖的高峰期,同時也是許多紅腹濱鷸從南美洲遷徙到北極地區繁殖的重要停歇地。紅腹濱鷸的遷徙時間非常精確,牠們會在大西洋鱟(Limulus polyphemus)上岸產卵時抵達德拉瓦灣。鱟的卵是一種營養豐富的食物來源,不僅對紅腹濱鷸至關重要,對許多其他遷徙濱鷸(如斑胸濱鷸等)也同樣重要。然而,由於多種原因,包括人類活動對棲息地的影響和鱟的過度捕捉,鱟的數量在一些地區已經顯著下降。

在春季繁殖期間,鱟會到淺海的沙灘產卵。每一隻母鱟可以產下數萬顆卵。紅腹濱鷸依賴這些卵來迅速增加體重,以備接下來的長途遷徙。對於紅腹濱鷸來說,鱟卵提供了牠們在長途遷徙中所需的重要營養。對於鱟來說,紅腹濱鷸的到來有助於控制鱟卵的數量,避免牠們的族群過度密集而導致生存競爭加劇。

鱟血被廣泛用於檢測醫療設備和疫苗是否含有細菌內毒素,對人類健康至關重要。內毒素(endotoxin)主要指的是革蘭氏陰性細菌細胞壁的一部分,稱為脂多醣 (lipopolysaccharide,LPS)。這種毒素在細菌活著的時候不會釋放,但當細菌死亡並開始分解時,內毒素就會被釋放出來。當內毒素進入我們的血液系統時,會引起人體的免疫反應,可能導致發炎、發燒、休克甚至死亡。內毒素對許多生物製劑或醫療器械(如手術器械和植入物)的生產和處理有重要的考慮,因為對於一些製藥產品、醫療器械或者其他可能與血液或者其他體液接觸的產品,過多的內毒素可能會導致病患出現不良反應。

因此,許多制藥和醫療設備公司都要經常進行內毒素測試,以確保其產品中的內毒素水平低於安全標準。LAL反應是一種廣泛使用的檢測細菌內毒素的方法。當LAL遇到細菌內毒素時,它會迅速凝固,形成一種凝膠狀物質。這一特性使LAL成為一種快速而靈敏的內毒素檢測方法,確保這些產品的安全方面起著至關重要的作用。為了得到醫療現場的第一手觀察,庫雷莫還多次潛入醫院。


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