經常躲在石頭下的神奇動物幫我們吸收土壤的重金屬
陸生和水生的動物,為了適應彼此不同的環境,它們通常有著非常不同的生理結構,所以大多時候我們可以一眼就看出來。不過,有一些生物群體的水生和陸生長得十分相似,非專業人士很容易看走眼。
比如這種“小蟲子”(上圖),不知道你們那邊管它叫什麼?它們的遍布全球,所以我相信大部分人應該都見過它們。
我們這邊的土話直接翻譯過來應該叫“土蝨母”,不過我在網上沒有找到有和我們一樣叫法的,只看到很多地方的人都叫它“地蝨婆”,這個和我們的叫法類似。
你可能想不到,地蝨婆在生物分類上的“親戚們”全部都生活在水中,它們是其類群中唯一適應陸地的分支。
不過有趣的是,它們是用水生的生理結構在陸地上生活的,所以它們的生存方式顯得非常獨特,而且它們對陸地的重要性也經常被我們忽略。
地蝨婆到底是什麼動物?
在海洋中我們可以找到很多和地蝨婆長相相似的動物,只是體型上通常比地蝨婆要大許多,比如這個(下圖):
圖:海底巨型等足動物吃鱷魚
這是它們啃食大鱷魚的樣子,它們的牙齒可以輕鬆撕開鱷魚的鎧甲,是不是很兇殘?除了長相像我們的熟悉小地蝨婆外,估計很難讓彼此聯繫起來。
我們常見的地蝨婆的中文學名是鼠婦,很多人誤認為鼠婦是屬於昆蟲,其實它們和昆蟲的遺傳關係較遠,真正和它們關係近的,我們比較熟悉的是蝦、螃蟹這些甲殼類動物。
它們是甲殼綱等足目的一個陸生分支——潮蟲亞目的物種,該群體全球有5000多種,通常生活在陰暗潮濕的地方,長相都差不多,所以有時候不是鼠婦屬的也會被我叫作鼠婦。
甲殼類是一個非常龐大的大家族,種類繁多,但是潮蟲亞目是唯一完全適應陸地的群體,它們大多甚至已經無法再在水中生活了。
圖:深海中的巨型等足動物,體型巨大,而且壽命非常長
但是,它們沒有陸地動物的肺,也沒有像昆蟲那樣的氣孔,實際上它們的呼吸依然是靠鰓狀結構,這就是為什麼它們需要生活在潮濕地方的緣故,它們需要時刻保持鰓的濕潤,以獲得氧氣。
這種極其低效的獲取氧氣的方式,導致的結果就是全球5000多種潮蟲,體型都非常非常小——通常只有6毫米左右,遠沒有它們的海洋近親那麼大。
雖然體型小,但是它們的產卵能力很強,而產下的卵也是和蝦、蟹一樣是存儲在自己腹部的“袋子裡”發育的。
由於這些甲殼動物依然保留了水中生活的生理結構,所以它們在陸地上的生活顯得非常獨特!
下面我們繼續以鼠婦為例,簡單了解下這種常見的,但經常被我們忽視的動物群體!
鼠婦奇特的陸地生存方式?
有些人印像中的鼠婦應該是會縮成一個球,有些人可能沒有這樣的印象,其實就光鼠婦屬物種都有好幾種生存形式。
除了縮成一個滾球之外,還有擅長奔跑的,擅長攀爬的,以及爬行的,不同的生存形式其生理特徵上會有一些不同。
比如奔跑者,它們有著大眼睛、大長腿,顏色上會模仿棲息地顏色;而攀爬者,它們身體邊緣凹陷,可壓在平坦的表面上,以此粘附在表面上。
不會滾球,適合奔跑的種類Jstryker
這些為了適應不同棲息地而表現出略有不同的特徵是正常的,它們在其它許多方面表現得基本就是相同的了。
所有鼠婦都不需要排尿,人類和地球上的大部分動物都需要排尿,這是因為我們需要將代謝產生的氨排出體外,而鼠婦對氨具有很強的耐受性,只需要通過外骨骼溢出就可以了,這可能更加有助於它們的保留水分吧,比較它們的甲殼讓它們非常容易失去水分。
在利用水分這一方面,所有鼠婦還有一個技能,它們身體的前後都可以喝水,前端是通過嘴巴,後端則是通過尾足的吸管狀結構喝水,這在動物界也是罕見的。
對於等足動物來說,它們的飲食其實非常廣泛,從食草到食肉,從食腐到寄生,再到吸血都有。
但是,正如你所了解的鼠婦那樣,陸生的等足目都是植食性的,它們的食物來源要么真菌和新鮮植物,要么是腐爛的枯枝落葉,基本上是人畜無害存在。
這些動物不僅人畜無害,實際上它們在健康植物生命週期中發揮著重要作用。
它們能夠將植物的有機物返回土壤,以便真菌、原生動物和細菌進一步消化,而這些過程會產生天然的硝酸鹽、磷酸鹽和其它植物所需的重要營養物質。
除此之外,它們還有一個重要作用,就是吸收修復重金屬污染的土壤!
鼠婦會收集土壤的重金屬
作為甲殼動物,它和許多海鮮一樣營養豐富,所以鼠婦很早就被中醫開發成了中藥材,但是野生的鼠婦非常不建議入藥,因為它們其實有收集重金屬的能力,這會讓它們體內重金屬超標。
鼠婦其實是藍血動物,這意味著它們擁有血藍蛋白,而不是像我們一樣是血紅蛋白,血藍蛋白含有銅而不是鐵,因此當存在氧氣時,它們的血液呈藍色而不是紅色。
另一方面,有證據表明,低濃度的銅可以刺激等足目動物幼體的發育,同時任何等足目個體的生長也需要高濃度銅參與。
即便鼠婦已經轉為陸生,但是它們身體對銅的需求還是非常的大,但是陸地上棲息地的差異讓它們可能難以得到足量的銅。
所以它們進化到對這些重金屬十分渴望是可以理解的,實際上,鼠婦對自己排泄物再利用的行為就被人為是因為對銅的大需求而演化的——不希望銅流失。
這種對銅的需求讓它們不僅僅能夠收集銅,現在已知它們對鎘、鉛和鋅等重金屬都有很強的吸收能力。
不過有趣的是,對於鼠婦而言,重金屬似乎對它們影響不是很大,而且由於它們的壽命比較長——通常可以活3年左右,所以它們有足夠的時間積累重金屬,最終這些重金屬會在它們的腸道結晶。
總得來說,這種普遍卻存在卻又不起眼的小蟲子正在不停修復和改善我們的土壤!
參考資料:
[1].https://doi.org/10.1016/S0167-8809(99)00035-3
[2].https://canillasgarden.wordpress.com/2019/03/31/rollie-pollies-remove-heavy-metals-from-soil/
[3].https://soil.evs.buffalo.edu/index.php/Isopods