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网红?实验明星?墨西哥美西螈变态或不变态的一生

发布于:2020-10-10
  -引用-
  与注定要变成青蛙的蝌蚪不同,成年的小美西螈将走到十字路口:不正常还是正常?
  在古代阿兹特克文化中,有这样一个传说。
  有一天,为了创造一个新的太阳,风神决定杀光所有的神,献祭。然而,善于变革的琐罗陀,不愿意牺牲自己。为了逃离风神,琐罗陀先是成了玉米,然后是龙舌兰,最后成了水中的墨西哥美西螈。
  最后,风神找到了琐罗陀。为了惩罚他的懦弱和自私,琐罗陀被诅咒了。他将永远生活在水里,永远不会长大。
  巴黎植物园悬案
  墨西哥,的美西螈又名美西螈,因其头上有六条辫子而被称为六边形恐龙,这是一种只分布在墨西哥的两栖动物
  美西螈最早进入学术领域可以追溯到200多年前。19世纪初,著名的亚历山大冯洪堡把送年在美洲进行科学研究时获得的两个蝾螈标本送给法国,著名学者乔治居维叶,
  居叶巍是比较解剖学的创始人。当时他致力于通过分析动物的结构来完善林奈分类体系中的两栖爬行动物,是这两种爬行动物的绝对权威。在助手安德烈斯安德烈杜梅里,居叶巍的帮助下,解剖了两个美西螈的标本,得到了如下结论:这两个美西螈应该是一个动物的年轻状态——,也就是变态和发育之前的状态。
  变态是指动物出生后的发育过程,身体结构和生活习惯的显著变化,如毛虫变成蝴蝶,蝌蚪变成青蛙,这些都是我们熟悉的变态过程。至于美西螈大人发育异常后的样子,我们得去美洲抓另一个大人。
  此后,美西螈的一些标本陆续访问了欧洲,但学术界并未得出新的结论。
  直到1864年1月,在巴黎,的一个冬日,六个美西螈悄悄来到了距离墨西哥, 9190公里外的塞纳河畔巴黎植物园。这是美西螈第一次活着踏上欧洲大陆,不是别人,正是居叶巍的助手安德烈杜梅里的儿子奥古斯特奥古斯汀杜梅里,通过观察这六种,认为居的结论是正确的,于是他在1864年发表了一篇论文,说:确实是一些爬行动物的幼态。
  然而,小杜一发表论文,事情就发生了逆转:他的美西螈诞生了。
  既然这些美西螈人可以繁殖后代,他们自然是性成熟的成年人,但他们怎么会年轻呢?同年,不得不发表一篇论文:对不起,我(和朱)弄错了。这些墨西哥和美西螈是成年人。
  然而,仅仅一年后,当小杜再次拜访他的美西螈时,他发现——又犯了一个错误。
  “等等,我怎么进墨西哥美西螈.那是什么动物?谁放进去的?”
  图3。美西螈杜梅描绘的两个长相来源:杜米里尔[2]
  然而,凭空出现的蝾螈不是别的蝾螈,就像墨西哥的美西螈经过畸形发展一样。
  现在,小杜完全被他的墨西哥美西螈弄糊涂了。来自墨西哥,的美西螈,是成年人吗?如果没有,他们为什么又生了小美西螈?如果是这样的话,第二代美西螈他们是怎么生下来就变成一个完全不同的样子的呢?
  小杜后来发现,在这些第二代墨西哥美西螈,中,有些人会不正常,而有些人不会不正常。但是是什么决定了墨西哥美西螈是否不正常呢?不幸的是,直到1870年小杜去世,这个问题都没有美回答完。
  图4。美西螈成人生活的奥秘。资料来源:作者手绘
  变态还是不变?人生的十字路口
  蝌蚪变成青蛙,这是最熟悉的变态过程。与蝌蚪相似,年轻的美西螈也生活在水生生物中,它们的鳃会呼吸。
  然而,与注定要变成青蛙的蝌蚪不同,随着年轻的美西螈长大,它将面临一个十字路口:如果它一直生活在水中,它的生命形式将固定在年轻的状态,它的后代将在年轻的状态下繁殖;如果它的生活环境偏向于陆地,那么美西螈可能会经历蝌蚪变成青蛙的蜕变过程,从六头猪头鱼变成适合陆地生活的四条腿蛇。
  图5。100%还原度的异常和非异常美西螈。资料来源:作者手绘
  在动物的发展过程中,某个时间节点的环境因素对动物的形态起着决定性的作用。有一位科学家从美西螈的生命历程中认识到了人类祖先的奥秘,那就是英国科学家沃尔特加斯唐
  加斯唐一生中最爱两件事,动物进化和诗歌创作。让我们忘记诗歌。让我们首先介绍两种让加斯唐着迷的生物在茫茫大海中,有一种不起眼的动物,文昌鱼。事实上,文昌鱼不是鱼(图6),也不是脊椎动物。它没有脊椎,只有一条沿背部向下的神经索,这条神经索表明文昌鱼是与脊椎动物祖先最接近的活体动物。
  图6。法国鱼图源:公司。fr
  与此同时,另一种古老的动物海鞘,广泛分布在海洋中。海鞘看起来像一个中空的海绵管(图7),它一生大部分时间都被困在海底,一动也不动。然而,海鞘不是天生完美。年轻的海鞘形似蝌蚪,可以在海里自由游泳。在尾端,有一个类似文昌鱼结构的脊索动物。然而,经过不正常的发展,海鞘脊索消失了,成了海底的线轴。
  图7。图源,海鞘:维基共享空间
  在加斯唐看来,美西螈将文昌鱼与海鞘:联系在一起,因为美西螈可能由于环境因素而保持年轻,类似的事情可能会发生在海鞘等一些古代生物身上。在一个古代节点,一种类似海鞘的生物在婴儿期被冷冻,并以类似文昌鱼的形式繁殖,成为包括人类在内的脊椎动物的祖先。
  图8。幼体延续理论:一种类似海鞘的生物在其幼体状态下被冷冻,并以类似文昌鱼的形式繁殖,成为脊椎动物的祖先。作者手绘的图源:
  这一理论被热衷于诗歌创作的加斯唐加斯唐,称为“青春的延续”,他并没有把这些研究作为普通的学术论文来写,而是全部写成诗歌,收录在他的诗集《幼虫形态和其他动物学诗句》中。虽然现代DNA研究已经证明,从幼年延续方面介绍脊椎动物的起源存在一些不足,但加斯唐的工作无疑为我们理解动物进化提供了一个开拓性的视角(以及将科研成果写成诗歌的独特兴趣)。
  在合适的时间和地点成为实验明星
  尽管小杜直到去世才找到美西螈蜕变的答案,但他让美西螈成为了一个经久不衰的实验明星。
  本着无私分享的科学精神,慷慨的小杜向许多大学、研究机构、公共或私人动物园和水族馆捐赠了送美西螈。与此同时,随着气泵技术的发展,19世纪中后期欧洲出现了水族热,水箱几乎成了居家观赏或科学研究必不可少的物品。随着这股东风,易于繁殖的美西螈,很快传遍了欧洲,成为历史上第一个独立繁殖实验动物的实验室。在查阅美西螈,研究史的过程中,我写了一封电子邮件,询问德国: 雷根斯堡大学的科学史教授克里斯蒂安里斯蒂安雷西,是什么让美西螈如此特别?
  雷西博士的回答是:我在正确的时间和地点遇到了正确的动物。
  在动物学初具规模的19世纪,从胚胎学到比较解剖学再到生物进化,科学家最初选择美西螈作为实验对象的主要原因是美西螈易于繁殖,货源充足。随着对美西螈,的了解越来越多,科学家们被美西螈神奇的特征迷住了,并为科学界失去了无数新项目,从010年到333年。
  20世纪初,德国维莱姆劳夫伯格和朱利安赫胥黎通过实验证明,甲状腺素是调节美西螈,异常发育的关键,而给予甲状腺素可以人为地诱发年轻的美西螈的异常发育,这一研究不仅完美地结束了多年来萦绕在小杜脑海中的问题,而且极大地促进了对其他动物甲状腺功能和代谢的研究。时至今日,科学界仍将动物体内甲状腺激素分布的检测称为“美西螈test”。
  如今,科学界最着迷的是美西螈强大的再生能力,从器官再生到抗衰老。解决这些难题的关键仍然在美西螈
  人工繁殖繁荣,野生美西螈濒临灭绝
  在阿兹特克传说中,美西螈是掌管冥界的变革之神佐洛塔的化身。然而,这种气场并不能保佑他们无忧无虑地生活在野外。
  野生美西螈只分布在中国中部的霍奇米尔科湖和泽尔高湖。随着墨西哥城,城市化的发展,适合美西螈的栖息地不断丧失,加上墨西哥人有捕食美西螈的传统,近年来,墨西哥的美西螈数量锐减,2010年一度濒临灭绝。尽管墨西哥政府已经做了一些努力来恢复美西螈野生动物的数量,但情况并不乐观。美西螈在《濒危野生动植物种国际贸易公约》(濒危物种公约)中的评估仍然是极度濒危,这意味着它很可能在野外灭绝。
  隐藏在小美西螈里的一个秘密已经被人类研究了200年,但它还没有被完全解决。如果让这样一个物种消失,我们将永远不知道自己错过了什么,这将是全人类永远的遗憾。

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