鲎:一种奇怪的生物

2019-07-26 12:52:37 人与自然 2019年4期

美境自然

鲎,是一个比恐龙还要古老的活化石家族,它们的祖先曾经与三叶虫生活在一个时代。在经历过5次生物大灭绝的考验后,它们仍然穿越了四亿年的时光存活至今,并且分化成四种不同的物种,分别是生活在美国东海岸的美洲鲎(Limulus polyphemus),生活在亚洲东南岸和东岸的中同鲎(Tachypleus tridentatus)、南方鲎(Tachypleusgigas)及网尾鲎(Carcinoscorpius rotundicauda)。其中中国鲎和圆尾鲎在中国东南部沿海有较广泛分布。

活化石

迄今为止发现的最古老的鱟化石发现于加拿大的马尼托巴( Manitoha),被命名为“Lunataspis aurora”,意为“黎明之新月盾”,用以描述新化石之形。它来白4亿4500万年前的奥陶纪,其发现证明:至少在4.45亿年前,当恐龙尚未崛起、原始鱼类尚未出现、占据地球的霸主还是三叶虫时,鲎的祖先就已经存在于地球上了。鲎真正的演化历史,很可能比四亿五千万年还要久远,有待进一步的考古发现向我们揭晓。

根据各种化石发现,科学家们知道了鲎的祖先曾经繁荣过,也演化出了很多不同的种。鲎曾经遍布全世界,但在9500万- 9000万年前,美洲大陆与欧亚大陆由于板块运动慢慢分开,留在美洲东岸的Limulus coffini这个种逐渐演化成了现在的美洲鲎,而另一批则经南欧洲,有的短暂停留演化成Euproops sp.(已灭绝),有的通过古地中海一特提斯洋( Tethvs Sea)慢慢扩散到亚洲地区,并在后续的板块运动中,分化成了现今亚洲的三种鲎——中国鲎(Tachypleus tridentatus)、南方鲎(Tachypleus gigas)和网尾鲎(Carcinoscorpius rotundicauda)。今天,全世界只剩下四种鲎。其中体型最大的是中同鲎,体型最小的是网尾鲎,它们都在中国有分布。

根据化石的记载,现生的鲎与最早的祖先形态仍非常相似,倘若与2亿年前的祖先们(例如Mesolimulus)比起来,形态更是几乎没有任何变化。四种分布在不同大陆上的鲎,虽然体型大小差异较大,但不管是身体结构、视觉系统、体液成分,还是外形和器官功能的差别,都几乎可以忽略不计。也正因为鲎是这样一类非常古老的物种、形态历经多年变化不大,才会被人们称为海洋“活化石”。

鲎的长相怪异,在许多沿海地区,被人们称为“海怪”。而在英文中,人们形象地称它们为马蹄蟹( HorseshoeCrab)。虽然被称为“蟹”,鲎却跟蟹八竿子打不着。虽然同样归节肢动物门下,蟹属于甲壳纲十足目,而鲎却是肢口纲剑尾目的代表。也就是说,鲎和蟹的距离,比虾蟹之问的亲戚关系还要远得多得多。

蓝血的秘密

鲎的血液是一种奇妙的蓝色,在我们人类血液中的血红蛋白到了鲎的体内就被“替换”成了血蓝蛋白,这种“蓝”来白其血液中丰富的铜离子。

鲎血的变形细胞中含有凝同蛋白原,遇到细菌内毒素会发生反应。鲎血制剂被用于快速检测药品和医疗用品是否被细菌污染,广泛应用于所有医学领域。这意味着,我们每个人到医院抽的每一管血、注射的每一剂疫苗或药物、用到的医学仪器,都得益于鲎试剂的“保驾护航”。

仿生奇才

鲎的头胸甲部有一对很大的复眼,其复眼的独特构造使其能够加强所看到图像的反差,人们利用此原理提高了电视的清晰度。有些可以在黑暗中拍摄影像的摄像机也是根据鲎的视觉原理制造的。鲎的视神经系统结构微妙、功能奇特,是生理学和仿生学研究的重要模型。1967年美同科学家哈特莱恩( Hartline)等人,正是因为成功解释了鲎视神经功能而获得诺贝尔生理或医学奖。鲎的坚硬外壳、拱形结构、独特的形态构造,是其在风浪和滩涂中自由行动的重要保障,也启发了建筑学家基于“仿生鲎式结构”设计出“鲎式轻质堤坝”。这种堤坝不仅具有更高的稳定性,还具有较好的抗震性能。