13世纪,当阿兹特克人在现在的墨西哥城周围的墨西哥山谷定居时,他们发现一个大墨西哥钝口螈生活在岛屿周围的湖里,他们称墨西哥钝口螈为“axolotl”,以他们的火神和闪电之神Xolotl命名。Xolotl据说已经变成了墨西哥钝口螈,在其他形态之中,以避免被屠宰,这样太阳和月亮就可以在天空中移动;根据阿兹特克神话,它最终被捕获。
同样地,墨西哥钝口螈也常被阿兹特克人杀死作为食物,今天在墨西哥人仍然食用它们。这种生物具有非凡的身体器官再生能力,这甚至使它们成为科学家们有趣的研究对象。但在它们的家乡墨西哥,墨西哥钝口螈正在迅速消失,被认为是极度濒危物种。
墨西哥钝口螈是两栖动物,属于墨西哥钝口螈科的一个活着的属。有超过30种墨西哥钝口螈,被称为龙鼠墨西哥钝口螈。
墨西哥钝口螈平均能长到9英寸(20厘米)长,但有些能长到12英寸(30厘米)长。根据利物湖大学的动物馆长和寿命数据库,圈养的墨西哥钝口螈平均寿命为5至6年,但有些能活到17年。
墨西哥钝口螈在哪里生活?
野生墨西哥钝口螈只生活在墨西哥城南部边缘的Xochimilco湖的沼泽遗迹和通往湖的运河中。墨西哥钝口螈也曾经生活在Chalco湖,这是墨西哥城的另一个“五大湖”,古阿兹特克人在这里定居。除了Xochimilco外,所有这些湖泊在20世纪70年代被排干,以防止洪水,并允许城市扩张。
历史上,墨西哥钝口螈的肉食性使它们处于食物链的顶端。它们吃任何能抓到的东西:软体动物、鱼和节肢动物,比如蜗牛和螃蟹。它们甚至会吃掉对方。然而,在20世纪70年代和80年代,联合国粮食和农业组织将罗非鱼和鲤鱼引入墨西哥钝口螈的栖息地产为当地人提供更多的蛋白质。这些鱼以小墨西哥钝口螈为食,对墨西哥钝口螈构成入侵威胁。
墨西哥钝口螈是如何繁殖的?
墨西哥钝口螈的繁殖从跳舞开始。根据密歇尔大学动物多样性网站的研究,当雄性和雌性轻推并抖动另一个叫做泄殖腔的泄殖腔生殖道时,墨西哥钝口螈就会像华尔兹一样转一圈。然后雄性大摇大摆地走开,同时吸引人地摆动尾巴,吸引雌性跟着。当两只舞伴走到一起时,雄性会留下一个装满精子的白色小胶囊,称为精包囊。在雌性的带领下,雄性向前移动,直到雌性绕过精子包囊,用泄殖腔把它捡起来。
墨西哥钝口螈一年进行一次求爱,通常在3月到6月之间。当求爱舞蹈结束后,雌性墨西哥钝口螈会把100到300个包裹着果冻的卵分别附着在水生植物或岩石上。大约10到14天后,卵孵化,幼体开始自谋生路。墨西哥钝口螈性成熟大约需要一年的时间。
野生的少量墨西哥钝口螈生活在墨西哥城周围的沼泽地区
然而,墨西哥钝口螈是几种墨西哥钝口螈中的一种,它们永远不会变形成为主要靠肺呼吸的陆地成年墨西哥钝口螈。美国进化生物学家斯特宾斯将成年墨西哥钝口螈描述为“性成熟的幼态”,因为它们永远保留着幼年时的特征:完全水生的生活方式,带鳍的尾巴和鳃的羽。这种“永远青春”的进化现象被称为“幼体发育”,或称为“幼态发育”。科学家可以在实验室中通过向环境中引入碘或注射甲状腺激素来促使墨西哥钝口螈变形,但在野外,墨西哥钝口螈的变形很少发生。
生物学家认为墨西哥钝口螈的这种特性特征是进化的主要力量——这种特征可以从遗传学上将一个种群与附近的墨西哥钝口螈物种隔离开来,从而推动新物种的快速发展。2021年的研究发现,从墨西哥钝口螈及其亲属中选择的一组基因几乎无法区分。纵观历史,各种墨西哥钝口螈物种(一些有特性幼体,另一些没有)已经进行了杂交,这为试图保护墨西哥钝口螈及其近亲的研究人员提供了新的和潜在的重要背景,这意味着科学家可以从相关但危险程度较低的墨西哥钝口螈物种中寻找答案,以回答研究中使用墨西哥钝口螈的问题。
为什么墨西哥钝口螈濒临灭绝?
国际自然和自然资源保护联盟认为墨西哥钝口螈极度濒危,其数量正在下降。1998年和2008年的调查发现,物种密度已经从每平方公里6000只下降到每平方公里100只。2015年的一项最新调查发现,每平方公里约有35只。
污染对该物种的危害尤其严重。墨西哥城垃圾的废物管理和不断增长的旅游业意味着垃圾、材料、重金属和高浓度的氨从废物处理厂溢出填满了墨西哥钝口螈生活的运河。
据《国家地理》报道,在与墨西哥政府的协调下,科学家、农民和非营利组织正在努力恢复墨西哥钝口螈的栖息地,利用被称为奇南帕的由水生植物、原木和淤泥组成的浮动岛来过滤被污染的水。一些组织还为感兴趣的游客提供机会,让他们在自然栖息地看到墨西哥钝口螈,收益将用于保护工作。
虽然在世界各地的研究实验室里都有大量的被圈养的墨西哥钝口螈,大约有几千只,但这些墨西哥钝口螈来自于1863年从墨西哥的Xochimilco运到巴黎的34只。因此,物种的近亲繁殖率很高,这是形成健康和可持续物种的一个主要问题。
这是墨西哥城Xochimilco生态公园中Chinampa的鸟瞰图。建造这些设施是为了帮助恢复墨西哥钝口螈的自然栖息地。
墨西哥墨西哥钝口螈的研究
墨西哥钝口螈标志性的天赋之一是它几乎可以再生身体的任何部位:四肢、尾巴,甚至心脏和大脑的一部分。这种两栖动物甚至可以移动干细胞——这种细胞几乎可以形成任何必要的细胞——来修复受损的组织。墨西哥钝口螈不会停止再生自己的身体部位。包括眼睑在内的各种器官都可以在墨西哥钝口螈之间进行移植,而不会受到受体免疫系统的排斥。1968年,研究人员发现,他们甚至可以将一个墨西哥钝口螈的头移植到另一个墨西哥钝口螈身上,而且它的功能正常。这些能力的结合使墨西哥钝口螈成为吸引科学家的模式生物。
这种再生四肢和器官的能力为再生生物学的大量研究做出了贡献,特别是在医疗应用方面。研究人员在2013年发现,被认为是巨细胞的白细胞对墨西哥钝口螈的再生能力至关重要。没有这些细胞,墨西哥钝口螈只会在受伤部位形成疤痕,这意味着巨细胞以某种方式阻止了疤痕的形成。墨西哥钝口螈的巨细胞来自肝脏,而不是像人类那样来自骨髓。虽然人类的组织和器官再生可能比墨西哥钝口螈的复杂得多,但这一发现为研究人员在人类身上寻找潜在的再生疗法提供了一个新的、有些意想不到的地方。
2018年,研究人员发现了墨西哥钝口螈的另一个奇特之处:它们的基因组巨大。墨西哥钝口螈的基因组约有320亿对DNA核苷酸,使人类基因组相形见绌(人类基因组约小10倍),是迄今测序出的最大的动物基因组。2021年,研究人员最终将墨西哥钝口螈染色体上的320亿对碱基对按顺序排列,并揭示了它们的包装方式。墨西哥钝口螈基因组的大规模产生了一些有趣的结果:产生新细胞的细胞周期比大多数两栖动物典型的24小时要长3到4倍。在其体内负责制造蛋白质的基因有跨越数十万个碱基对,比人类长100到1000倍。研究人员仍在费力地研究来自基因组的数据,以揭示墨西哥钝口螈再生能力背后的分子秘密,并了解这种遗传机制是否能在人类身上发挥同样的作用。
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