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4.5億年藍血守護者:馬蹄蟹如何保障疫苗安全?


人類在地球上出現不過幾百萬年,相對於三十八億年的生命史而言極為短暫。 然而,憑藉那顆“暴走”的大腦,我們創造了互聯網、火星漫遊器和日益强大的人工智慧; 基因編輯、細胞列印,乃至“挑戰造物主”都不再是科幻。 若明天早上“人造多細胞生命”登上新聞頭條,也不足為奇。

4.5億年藍血守護者:馬蹄蟹如何保障疫苗安全?

但是,你能想像——在人類科技飛速進步的今天,我們竟然高度依賴一種源自4.5億年前的海洋動物嗎? 只要你打過任何疫苗、注射過任何藥物或動過外科手術,就要感謝這種“活化石”——馬蹄蟹。 本文就來講講它的傳奇故事。


兔子試驗時代:昂貴、低效又殘忍

在醫藥行業,所有可能進入人體血液迴圈的注射液、疫苗或手術器械,都必須檢測“內毒素”——細菌產生的強效毒素。 若內毒素隨注射液進入人體,輕則發燒,重則休克甚至危及生命。 20世紀40~70年代,製藥企業只能用“兔子試驗”來定性檢測:將樣品注入兔體內,觀察其是否發燒。 此法不僅耗費昂貴、效率低下,而且只能判斷“有無”而無法量測“多少”,更讓動物保護者痛心——每年有數十萬只兔子囙此喪生。


馬蹄蟹登場:藍血中的神秘利器

馬蹄蟹並不是真正的螃蟹。 它們屬於節肢動物門、披形綱、鐮甲亞綱、鱟目、鱟科,現存僅有四個物種——中華鱟(Tachypleus tridentatus)、南洋鱟(T. gigas)、美洲鱟(Limulus polyphemus)和圓尾鱟(Carcinoscorpius rotundicauda)。 4.5億年前的奧陶紀,幾乎所有同代生物要麼進化,要麼滅絕,唯有這四種鱟幾乎保持原始形態,倖存至今,被譽為“活化石”。

之所以稱為“馬蹄蟹”,是因為它們背甲彎曲時酷似馬蹄,整體輪廓又像螃蟹; 其分類名稱“鱟”源自它們口部在十二條步足中央的獨特結構,而尾部那根長尾刺,則更像“纓尾”。 成體馬蹄蟹背甲寬約15–30釐米,體長30–60釐米,尾刺占身體近一半。 它們喜歡貼底行走,尾刺不僅助力翻身,還可防身。


性別識別:硬刺與體型的秘密

在馬蹄蟹腹甲邊緣,有兩排硬刺用於防禦。 雄性這些硬刺發達、數量更多; 雌性僅有三對長刺,其餘縮小凹陷。 通過硬刺就能輕鬆分辨雌雄。 此外,雌性體型也明顯大於雄性——沙灘上總是雌先雄隨,好似天生“夫妻魚”。


LAL試劑:拯救兔子、守護人類

1956年,美國約翰斯·霍普金斯大學的弗雷德·邦教授(Fred B. Bang)在研究馬蹄蟹的藍色血液時發現:其血細胞遇到細菌內毒素時,會迅速凝結、包裹入侵者。 這套原始免疫機制不僅能封堵傷口,更對內毒素極度敏感——對人類而言至關重要。

邦教授利用這一特性,發明了鱟類溶血細胞裂解試劑(LAL試劑),靈敏度高到可檢測萬億分之一濃度的內毒素,且45分鐘內出結果。 1977年,美國食品藥品監督管理局正式批准LAL試劑用於製藥行業檢測標準,幾乎所有製藥公司和NASA都採用這一方法,從此兔子試驗退出歷史舞臺。


代價與困境:馬蹄蟹的生存危機

馬蹄蟹的血液成為醫藥必需品後,采血業迅速興起。 製藥企業一次抽取鱟體內約30%的血液後再放歸海中,理論上不致致死; 但研究顯示,約30%被放回大海的個體仍因采血和運輸死亡,存活者也體力不支、失去產卵交配意願。 更有部分企業為追利超量采血甚至直接損傷內臟,且監管不足。 結果,美洲鱟被列為“易危”,中華鱟已成“瀕危”物種。

在感激馬蹄蟹守護人類健康的同時,我們也應向它們表達歉意,並積極推動合成替代品的研發與普及,減輕這群“藍血守護者”的生存壓力。


“夫妻魚”與生命長跑:浪漫亦殘酷

馬蹄蟹在中國古籍中又稱“夫妻魚”。 唐代劉洵在《嶺錶路翼》中寫道:“鱟魚甲殼銀光滑如青瓷,雌常負雄而行,捕者必雙得之。”雌蟹產卵時在沙灘掘坑,萬千卵粒如綠豆般新鮮誘人,雄蟹緊隨其後,完成受精。 蟲卵被水鳥啄食一空後,剩餘的才開始孵化。 幼體全身半透明,經歷約十年的十五次蛻皮後才成熟。 雄性最後一次蛻皮時,第一對足臂膀狀變形,恰似拳擊手套,用以捕捉雌蟹。

此外,馬蹄蟹的複眼也曾助力人類科技。 1956年,諾貝爾獎得主哈特林(Hartline)博士通過研究鱟的複眼闡明了“側抑制”原理,解釋了赫爾曼網格與馬赫帶等視覺錯覺,進而推動電視荧幕與雷達科技的發展。


地球史的倖存者,能否逃過人類選擇?

4.5億年來,馬蹄蟹先後挺過奧陶、泥盆、二疊、三疊、侏羅、白堊等多次地質大滅絕:它們見證盤古大陸的形成與解體,恐龍的崛起與滅絕,海平面升降與冰河反復。 而今,這群“古老倖存者”卻面臨人類的捕捉與放血。 未來能否再度突破人類帶來的生存壓力? 指望人工合成的內毒素試劑能早日普及,也許才是它們下一次“度過難關”的關鍵。

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