当水母遇上生物学家

2016年07月11日 10:54 作者:杜夏德 来源:《今日文摘》  

  1997年7月的清晨,安吉尔·柳原像往常一样在怀基基海滩附近游泳,突然间一阵刺痛从胸口袭来。“那一次远远超过我之前经历过的所有疼痛,那一刻我觉得世界末日来了。”柳原数着呼吸,强忍着剧痛游上岸,晕了过去。在床上躺了四天后,这位夏威夷大学的生物化学教授决定用自己的专业来研究让她痛到世界末日的“真凶”,一种箱形水母。

  “有思想”的水母

  现有的50多种箱形水母属于立方水母纲,外形像箱子。箱形水母是古老物种中进化最复杂的,它们的进化史可以追溯到6亿年前,能在那时凶险丛生的地球上能生存到现在,全靠一套强大的自身安保系统。箱形水母的触角上覆满饱含毒液的刺囊,能在毫秒间刺进目标体内,释放毒液迅速引发大规模炎症反应,破坏红细胞。

  箱形水母没有能够交流的大脑,但配备的神经系统让它们有能力应付学习、记忆和一些复杂的行动,比如避开障碍物,变换“泳姿”以追捕猎物。

  集百毒于一身的亿年“老毒物”

  箱形水母这些在地球上进化了6亿年的“老毒物”拥有极度丰富的毒液库,种类涵盖了自然界从病菌到眼镜蛇各种有机物中的毒物。此外,每种箱形水母都拥有一种叫孔蛋白的毒素,这种毒素能破坏血细胞,让钾元素流入血管内,像铅弹一样。

  目前对于人类来说,最具爆发力的毒液注射器无疑是澳大利亚箱形水母,俗称海蜂水母,它的触手能长到2.7米左右,摸摸就能让你在几分钟内心跳停止。据昆士兰大学的生物学家布莱恩·弗莱讲,“一只四磅重的海蜂水母就能弄死90到120个人。”

  箱形水母堪称地球上最致命的物种,澳大利亚每年都有1人死于它们,这一数字在菲律宾达到了40人。

  致命水母也能救人?

  换一种视角,毒液也是药。目前美国食品和药物管理局(FDA)已经批准了6种来源于肽类毒素和蛋白的药物,另外9种毒素类药品还在临床实验中。箱形水母或许也可以用来对抗炭疽和抗药性金黄色葡萄球菌,治疗及其他多种疾病。

  然而关于箱形水母毒素药品的研究还处在一片黑暗之中。弗莱说:“一个典型年份的蛇类毒素论文就比到目前为止所有的水母论文还要多。”缺少资金是目前的一大障碍,另外想要获取纯净的水母毒液非常困难,捕捞上来被囚养的箱形水母活不了多久。

  抗生素敌不过见血封喉

  最近,弗莱和一支全球性的研究团队找到一种更经济的毒液收集方法,利用纯乙醇让箱形水母自动释放毒液,柳原大赞这是一种“你值得拥有”的好工具。但是与箱形水母杠了那么长时间,柳原仍然坚持研究自己的获取毒液方法。她使用了法式压碎机的原理来获得水母刺囊里的毒液,利用高压还原毒液中的蛋白。比起弗莱那种灵活的“野路子”,柳原的方法是典型“实验室”方法,优势在于能够“榨干”一只水母所有的毒液。

  虽然类似弗莱的乙醇提取毒液的捷径方法不在少数,但使用中却出现了Bug。一家名为C.L.S的澳大利亚制药公司从接种水母毒液的绵羊血液中提取出箱形水母抗生素,但柳原的研究发现,这种抗生素注入接种了毒液的小鼠体内后,一些小鼠会加速死亡。

  “对于一种见血封喉的毒液来说,抗生素是来不及起作用的。”

  柳原预测的未来不太乐观,一方面随着气候变化带来的海洋变暖,箱形水母的种类在扩张,碰上箱形水母的人会越来越多。另一方面,过度捕捞、污染和海水酸化也让捕食水母的脊椎类海洋生物陷入险境,抑制了它们的增长。“海洋好像退回到了水母称霸海洋统治脊椎动物的原始时代,”柳原说,“听上去跟科幻电影似的,但在现实中已经在大家的眼皮子底下悄悄上演。”■

  (唐弘毅荐自《南都周刊》)

  责编:Ester1997年7月的清晨,安吉尔·柳原像往常一样在怀基基海滩附近游泳,突然间一阵刺痛从胸口袭来。“那一次远远超过我之前经历过的所有疼痛,那一刻我觉得世界末日来了。”柳原数着呼吸,强忍着剧痛游上岸,晕了过去。在床上躺了四天后,这位夏威夷大学的生物化学教授决定用自己的专业来研究让她痛到世界末日的“真凶”,一种箱形水母。

  “有思想”的水母

  现有的50多种箱形水母属于立方水母纲,外形像箱子。箱形水母是古老物种中进化最复杂的,它们的进化史可以追溯到6亿年前,能在那时凶险丛生的地球上能生存到现在,全靠一套强大的自身安保系统。箱形水母的触角上覆满饱含毒液的刺囊,能在毫秒间刺进目标体内,释放毒液迅速引发大规模炎症反应,破坏红细胞。

  箱形水母没有能够交流的大脑,但配备的神经系统让它们有能力应付学习、记忆和一些复杂的行动,比如避开障碍物,变换“泳姿”以追捕猎物。

  集百毒于一身的亿年“老毒物”

  箱形水母这些在地球上进化了6亿年的“老毒物”拥有极度丰富的毒液库,种类涵盖了自然界从病菌到眼镜蛇各种有机物中的毒物。此外,每种箱形水母都拥有一种叫孔蛋白的毒素,这种毒素能破坏血细胞,让钾元素流入血管内,像铅弹一样。

  目前对于人类来说,最具爆发力的毒液注射器无疑是澳大利亚箱形水母,俗称海蜂水母,它的触手能长到2.7米左右,摸摸就能让你在几分钟内心跳停止。据昆士兰大学的生物学家布莱恩·弗莱讲,“一只四磅重的海蜂水母就能弄死90到120个人。”

  箱形水母堪称地球上最致命的物种,澳大利亚每年都有1人死于它们,这一数字在菲律宾达到了40人。

  致命水母也能救人?

  换一种视角,毒液也是药。目前美国食品和药物管理局(FDA)已经批准了6种来源于肽类毒素和蛋白的药物,另外9种毒素类药品还在临床实验中。箱形水母或许也可以用来对抗炭疽和抗药性金黄色葡萄球菌,治疗及其他多种疾病。

  然而关于箱形水母毒素药品的研究还处在一片黑暗之中。弗莱说:“一个典型年份的蛇类毒素论文就比到目前为止所有的水母论文还要多。”缺少资金是目前的一大障碍,另外想要获取纯净的水母毒液非常困难,捕捞上来被囚养的箱形水母活不了多久。

  抗生素敌不过见血封喉

  最近,弗莱和一支全球性的研究团队找到一种更经济的毒液收集方法,利用纯乙醇让箱形水母自动释放毒液,柳原大赞这是一种“你值得拥有”的好工具。但是与箱形水母杠了那么长时间,柳原仍然坚持研究自己的获取毒液方法。她使用了法式压碎机的原理来获得水母刺囊里的毒液,利用高压还原毒液中的蛋白。比起弗莱那种灵活的“野路子”,柳原的方法是典型“实验室”方法,优势在于能够“榨干”一只水母所有的毒液。

  虽然类似弗莱的乙醇提取毒液的捷径方法不在少数,但使用中却出现了Bug。一家名为C.L.S的澳大利亚制药公司从接种水母毒液的绵羊血液中提取出箱形水母抗生素,但柳原的研究发现,这种抗生素注入接种了毒液的小鼠体内后,一些小鼠会加速死亡。

  “对于一种见血封喉的毒液来说,抗生素是来不及起作用的。”

  柳原预测的未来不太乐观,一方面随着气候变化带来的海洋变暖,箱形水母的种类在扩张,碰上箱形水母的人会越来越多。另一方面,过度捕捞、污染和海水酸化也让捕食水母的脊椎类海洋生物陷入险境,抑制了它们的增长。“海洋好像退回到了水母称霸海洋统治脊椎动物的原始时代,”柳原说,“听上去跟科幻电影似的,但在现实中已经在大家的眼皮子底下悄悄上演。”

  (唐弘毅荐自《南都周刊》)

  责编:Ester

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