13世紀,當阿茲特克人在現在的墨西哥城周圍的墨西哥山谷定居時,他們發現一個大墨西哥鈍口螈生活在島嶼周圍的湖里,他們稱墨西哥鈍口螈為“axolotl”,以他們的火神和閃電之神Xolotl命名。Xolotl據說已經變成了墨西哥鈍口螈,在其他形態之中,以避免被屠宰,這樣太陽和月亮就可以在天空中移動;根據阿茲特克神話,它最終被捕獲。
同樣地,墨西哥鈍口螈也常被阿茲特克人殺死作為食物,今天在墨西哥人仍然食用它們。這種生物具有非凡的身體器官再生能力,這甚至使它們成為科學家們有趣的研究對象。但在它們的家鄉墨西哥,墨西哥鈍口螈正在迅速消失,被認為是極度瀕危物種。
墨西哥鈍口螈是兩棲動物,屬于墨西哥鈍口螈科的一個活著的屬。有超過30種墨西哥鈍口螈,被稱為龍鼠墨西哥鈍口螈。
墨西哥鈍口螈平均能長到9英寸(20厘米)長,但有些能長到12英寸(30厘米)長。根據利物湖大學的動物館長和壽命數據庫,圈養的墨西哥鈍口螈平均壽命為5至6年,但有些能活到17年。
墨西哥鈍口螈在哪里生活?
野生墨西哥鈍口螈只生活在墨西哥城南部邊緣的Xochimilco湖的沼澤遺跡和通往湖的運河中。墨西哥鈍口螈也曾經生活在Chalco湖,這是墨西哥城的另一個“五大湖”,古阿茲特克人在這里定居。除了Xochimilco外,所有這些湖泊在20世紀70年代被排干,以防止洪水,并允許城市擴張。
歷史上,墨西哥鈍口螈的肉食性使它們處于食物鏈的頂端。它們吃任何能抓到的東西:軟體動物、魚和節肢動物,比如蝸牛和螃蟹。它們甚至會吃掉對方。然而,在20世紀70年代和80年代,聯合國糧食和農業組織將羅非魚和鯉魚引入墨西哥鈍口螈的棲息地產為當地人提供更多的蛋白質。這些魚以小墨西哥鈍口螈為食,對墨西哥鈍口螈構成入侵威脅。
墨西哥鈍口螈是如何繁殖的?
墨西哥鈍口螈的繁殖從跳舞開始。根據密歇爾大學動物多樣性網站的研究,當雄性和雌性輕推并抖動另一個叫做泄殖腔的泄殖腔生殖道時,墨西哥鈍口螈就會像華爾茲一樣轉一圈。然后雄性大搖大擺地走開,同時吸引人地擺動尾巴,吸引雌性跟著。當兩只舞伴走到一起時,雄性會留下一個裝滿精子的白色小膠囊,稱為精包囊。在雌性的帶領下,雄性向前移動,直到雌性繞過精子包囊,用泄殖腔把它撿起來。
墨西哥鈍口螈一年進行一次求愛,通常在3月到6月之間。當求愛舞蹈結束后,雌性墨西哥鈍口螈會把100到300個包裹著果凍的卵分別附著在水生植物或巖石上。大約10到14天后,卵孵化,幼體開始自謀生路。墨西哥鈍口螈性成熟大約需要一年的時間。
野生的少量墨西哥鈍口螈生活在墨西哥城周圍的沼澤地區
然而,墨西哥鈍口螈是幾種墨西哥鈍口螈中的一種,它們永遠不會變形成為主要靠肺呼吸的陸地成年墨西哥鈍口螈。美國進化生物學家斯特賓斯將成年墨西哥鈍口螈描述為“性成熟的幼態”,因為它們永遠保留著幼年時的特征:完全水生的生活方式,帶鰭的尾巴和鰓的羽。這種“永遠青春”的進化現象被稱為“幼體發育”,或稱為“幼態發育”。科學家可以在實驗室中通過向環境中引入碘或注射甲狀腺激素來促使墨西哥鈍口螈變形,但在野外,墨西哥鈍口螈的變形很少發生。
生物學家認為墨西哥鈍口螈的這種特性特征是進化的主要力量——這種特征可以從遺傳學上將一個種群與附近的墨西哥鈍口螈物種隔離開來,從而推動新物種的快速發展。2021年的研究發現,從墨西哥鈍口螈及其親屬中選擇的一組基因幾乎無法區分。縱觀歷史,各種墨西哥鈍口螈物種(一些有特性幼體,另一些沒有)已經進行了雜交,這為試圖保護墨西哥鈍口螈及其近親的研究人員提供了新的和潛在的重要背景,這意味著科學家可以從相關但危險程度較低的墨西哥鈍口螈物種中尋找答案,以回答研究中使用墨西哥鈍口螈的問題。
為什么墨西哥鈍口螈瀕臨滅絕?
國際自然和自然資源保護聯盟認為墨西哥鈍口螈極度瀕危,其數量正在下降。1998年和2008年的調查發現,物種密度已經從每平方公里6000只下降到每平方公里100只。2015年的一項最新調查發現,每平方公里約有35只。
污染對該物種的危害尤其嚴重。墨西哥城垃圾的廢物管理和不斷增長的旅游業意味著垃圾、材料、重金屬和高濃度的氨從廢物處理廠溢出填滿了墨西哥鈍口螈生活的運河。
據《國家地理》報道,在與墨西哥政府的協調下,科學家、農民和非營利組織正在努力恢復墨西哥鈍口螈的棲息地,利用被稱為奇南帕的由水生植物、原木和淤泥組成的浮動島來過濾被污染的水。一些組織還為感興趣的游客提供機會,讓他們在自然棲息地看到墨西哥鈍口螈,收益將用于保護工作。
雖然在世界各地的研究實驗室里都有大量的被圈養的墨西哥鈍口螈,大約有幾千只,但這些墨西哥鈍口螈來自于1863年從墨西哥的Xochimilco運到巴黎的34只。因此,物種的近親繁殖率很高,這是形成健康和可持續物種的一個主要問題。
這是墨西哥城Xochimilco生態公園中Chinampa的鳥瞰圖。建造這些設施是為了幫助恢復墨西哥鈍口螈的自然棲息地。
墨西哥墨西哥鈍口螈的研究
墨西哥鈍口螈標志性的天賦之一是它幾乎可以再生身體的任何部位:四肢、尾巴,甚至心臟和大腦的一部分。這種兩棲動物甚至可以移動干細胞——這種細胞幾乎可以形成任何必要的細胞——來修復受損的組織。墨西哥鈍口螈不會停止再生自己的身體部位。包括眼瞼在內的各種器官都可以在墨西哥鈍口螈之間進行移植,而不會受到受體免疫系統的排斥。1968年,研究人員發現,他們甚至可以將一個墨西哥鈍口螈的頭移植到另一個墨西哥鈍口螈身上,而且它的功能正常。這些能力的結合使墨西哥鈍口螈成為吸引科學家的模式生物。
這種再生四肢和器官的能力為再生生物學的大量研究做出了貢獻,特別是在醫療應用方面。研究人員在2013年發現,被認為是巨細胞的白細胞對墨西哥鈍口螈的再生能力至關重要。沒有這些細胞,墨西哥鈍口螈只會在受傷部位形成疤痕,這意味著巨細胞以某種方式阻止了疤痕的形成。墨西哥鈍口螈的巨細胞來自肝臟,而不是像人類那樣來自骨髓。雖然人類的組織和器官再生可能比墨西哥鈍口螈的復雜得多,但這一發現為研究人員在人類身上尋找潛在的再生療法提供了一個新的、有些意想不到的地方。
2018年,研究人員發現了墨西哥鈍口螈的另一個奇特之處:它們的基因組巨大。墨西哥鈍口螈的基因組約有320億對DNA核苷酸,使人類基因組相形見絀(人類基因組約小10倍),是迄今測序出的最大的動物基因組。2021年,研究人員最終將墨西哥鈍口螈染色體上的320億對堿基對按順序排列,并揭示了它們的包裝方式。墨西哥鈍口螈基因組的大規模產生了一些有趣的結果:產生新細胞的細胞周期比大多數兩棲動物典型的24小時要長3到4倍。在其體內負責制造蛋白質的基因有跨越數十萬個堿基對,比人類長100到1000倍。研究人員仍在費力地研究來自基因組的數據,以揭示墨西哥鈍口螈再生能力背后的分子秘密,并了解這種遺傳機制是否能在人類身上發揮同樣的作用。
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