地球唯一藍血生物曾經救人無數現在卻瀕臨滅絕
2019 年,世界自然保護聯盟將中國鱟(hòu)定為「瀕危」級別,並將6 月20 日定為世界鱟日。大多數人對「鱟」這類動物不甚了解,甚至連認識這個字的人都不多,然而它與我們每個人的生活乃至性命都緊密相關。我們每個人都應該對它說聲「謝謝」。
鱟如何改變人類命運
鱟屬於劍尾目,這個家族非常古老,可以追溯到四億多年前的奧陶紀,被稱為活化石。現存有美洲鱟、中國鱟、南方鱟、圓尾鱟四種。
鱟的頭部由一塊又大又圓的甲殼覆蓋,腹部則是一塊略呈三角形,邊緣有刺的小甲殼,身下有六對腿,還有一條長尾巴,造型十分科幻,彷彿太空戰艦。最怪的一點是,鱟的血是藍色,這是因為它的血用血藍蛋白運送氧氣,我們的血紅蛋白含有鐵,血藍蛋白含有銅。
自古以來,人們並不太注意到這類不好吃(鱟血含銅所以有毒,但還是有人吃它的肉)又其貌不揚的動物。直到1956 年,美國醫學家弗雷德里克·巴里·邦(Frederik B. Bang)發表論文,證明細菌感染會使鱟血凝固,自此,鱟的命運改變了,人類的命運也改變了。
許多細菌的細胞壁裡都含有稱為內毒素(Endotoxin)的物質。內毒素並不是細菌分泌出來毒我們的,但我們的免疫系統接觸到它,會產生可能致命的激烈反應。鱟的血球含有一種特殊的蛋白質,遇到內毒素就會固化成凝膠狀。因此鱟血遇到細菌的內毒素就會凝固,起到阻擋細菌,避免感染的作用。
965 年,弗雷德里克·巴里·邦從鱟血中提取出蛋白質,製成藥品,用來檢測內毒素和病菌。這種藥物後來被稱為鱟試劑(Limulus amebocyte lysate)。
鱟試劑檢測細菌既靈敏又便捷,很快就推廣開來。目前在中國,《中國藥典》裡有300 多種注射藥劑要用到鱟試劑, 2000 多家藥品和醫療器材企業在使用鱟試劑,每年的試劑產量超過一千萬支。
鱟種群面臨危機
鱟試劑為人類帶來福音,也為鱟帶來滅頂之災。人們開始大批捕捉野生鱟,刺穿心包膜(包裹心臟的包囊)引出天藍色的血,作為製藥原料。
用於製作鱟試劑的主要是中國鱟和美洲鱟。從2004 年到2017 年,美洲鱟的捕捉數量從33 多萬隻上升到57 多萬隻。新冠疫情爆發後,各國緊鑼密鼓研究新冠疫苗,對鱟試劑的需求也隨之膨脹,在席捲全球的大疫中,鱟用鮮血維護我們每個人的安全,而代價是這個比恐龍還要古老的家族日益消亡。
美國對於一隻鱟要「捐」多少血缺乏標準,如果放掉10%~30% 的血,鱟的死亡率是8% ,放掉40% 的血,死亡率飆升到29% 。此外,美國捕鱟放血的時間是5~7 月,此時是鱟上岸產卵的時期(較好捉)。這樣不僅幹擾了鱟的繁殖,因為天氣炎熱,鱟血的血藍蛋白濃度會下降,運輸氧氣的能力降低,導致鱟被放血之後更易死於缺氧。 2015~2021 年,美國海岸的鱟卵數量下降到上世紀80 年代的十五分之一。
廣西北部灣是中國鱟分佈的核心區,1990 年代,在繁殖季能觀察到60~70 萬對鱟,2019 年,僅剩4 萬對。
除了製作鱟試劑,人們還會捕捉鱟作為魚餌和傳統食品。填海造陸、濱海工程會破壞鱟的棲息地。疏濬河道和填海導致水流和水深改變,廢水和暴雨會更容易在鱟生活的海中引發富營養化。全球暖化也在破壞鱟的生存環境。
鱟數量下降,危及的不僅是人類,因為鱟在生態系中具有關鍵作用。
在北美大西洋沿岸,美洲鱟卵是許多候鳥如紅腹濱鷸的美食。候鳥只能攜帶有限的脂肪作為遷移的能量。它們餓得太瘦,支撐不住的時候,就必須落下來吃東西增肥。這樣,在紅腹濱鷸的遷徙途中,產卵的美洲鱟,發揮了加油站的作用,讓無數的鳥賴以生存。
大自然與人類緊密相關
鱟面臨的危機,只是自然界的縮影。
我們不僅從大自然中獲得食物、空氣與水,也獲得救死扶傷的材料。在億萬年的生存競爭中,生物打磨出了無數具有特殊用途的化學分子。而這些分子就可能成為藥物的原料。
美國FDA 到2006 年為止的25 年間,認證了1,200 種新藥,其中約2/3 是生物產生的分子或衍生物。
這方面最典型的例子是抗癌藥紫杉醇(Taxol),產自紅豆杉屬樹木的樹皮。在美國西北太平洋地區,太平洋紅豆杉一直被伐木工人視為“無用的樹”,直到紫杉醇橫空出世。所以我們對自然和生物的了解,往往是很淺薄的,不能輕率地下結論說一種東西「沒有用」。和鱟一樣,對紫杉醇的需求嚴重打擊了紅豆杉族群。幸而紅豆杉葉子能提取出一種類似紫杉醇的物質,可以人工合成紫杉醇,葉子可以再生,紅豆杉逃脫一劫。
生物產生的藥物例子不勝枚舉。芋螺分泌的Ω-芋螺毒素(Omega-contoxin)對神經鈣通道有高度特異性,可以鎮痛,也可以保護神經細胞存活。巴西蝮蛇的毒素能抑制讓血管收縮的酶,起到降血壓的作用。
一種學名Agelas dendromorpha 的海綿,會產生名為Agelastatin A 的生物鹼,被視為很有潛力的抗癌新藥。人類對藥物的需求,也在鯨吞蠶食各種生物的族群。世界自然基金會估計,藥用植物總共約5 萬種,其中超過2/3 是野外採集,四千到一萬種可能已經瀕危。所有生物構成的生物圈,在更廣大的尺度上,影響著我們的健康。最簡單的例子包括濕地生物淨化水源,植物減少沙塵、吸收有害氣體等等。還有一些更加曲折微妙的影響。傳播瘧疾的按蚊,喜歡在光線充足的水坑裡繁殖,砍伐森林會增加照在地面的陽光,按蚊數量增加,進一步造成瘧疾爆發。美國的森林破碎化導致食肉動物減少,白足鼠和花鼠因為沒有了天敵而大量繁殖,這些鼠類攜帶的蜱蟲,會傳染一種由伯氏疏螺旋體引發的萊姆病。
值得注意的是,生態系統損害對人類健康造成的不利後果,往往不成比例地由貧窮的人承擔。日益加劇的環境破壞和生物滅絕,正讓他們的處境雪上加霜。
還好人類雖然愚蠢,但並非不會反思。鱟救人無數,如今人們也開始覺醒,為拯救鱟而努力。
2019 年,中國鱟被定為國家二級保護動物。鱟產卵很多,但存活率極低,廣西北部灣大學經過多年努力,終於研究出了鱟的增殖放流技術,把鱟卵養成小鱟再放回海裡,存活率就會提高很多。
新加坡國立大學的Jeak Ling Ding 運用基因改造技術,讓其他生物生產鱟的蛋白質,並開發了不用鱟血的新試劑。
如果這種藥物能得以順利推廣的話,數以十萬計的鱟有望擺脫「血光之災」。
最後,我想用晚清筆記小說《清稗類鈔》裡的一個故事作為本文結尾:乾隆年間,某地海水氾濫,一對鱟落到了岸上,鄉人用車送它們回海,鱟向西叩首而沒。清朝人對自然的認知有限,他們雖不知道鱟對人的功用,但這個故事裡透露出的對生命的尊重,值得今天的我們一再回味。