七鳃鳗,七鳃鳗真的会吃人吗

2019-09-08 16:24:15 来源:www.fangjiedaikuan.com 作者:

?  芳姐探索网小编带你了解“七鳃鳗”:

  在美国和加拿大,七鳃鳗似乎不受欢迎,这不仅是因为出现了七鳃鳗袭击人的报道。虽然斑马贝、亚洲鲤鱼、鰕虎鱼及其他数十种外来物种都对北美五大湖造成了损害,但与海洋七鳃鳗相比,这些外来物种都算不上大敌。每年,海洋七鳃鳗都会对北美五大湖造成重大损失,主要表现为对商业性鱼种的浩劫,以及为清除这些恶鱼所付出的巨大代价。

  为控制海洋七鳃鳗,人们长期以来用的是一种七鳃鳗杀鱼剂,其原理就像杀虫剂。而据美国媒体2016年2月报道,科学家正尝试采用一种创新性方案来改进七鳃鳗杀鱼剂,即采用信息素诱使七鳃鳗自愿进入被指定的隔离区,在那里被围起来或被毒死。但要实现这一点,依赖的是破译七鳃鳗的嗅觉语言。科学家说,他们的大目标是了解七鳃鳗怎样做决策。接着,运用这种了解引导七鳃鳗的运动。

  

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  七鳃鳗看起来就像恐怖电影中的生物:一条滑动的管状身体,顶端是吸杯式的嘴,嘴上有一排一排的带钩黄色牙齿?:Q笃呷┌炎旖艚粑诹晕镉闵砩?,用自己锉刀般的舌头钻进猎物体内,在可能长达一个月的时间里停留在那里,吸食猎物的血液和体液。就算猎物在这场噩梦后不会马上死,但被七鳃鳗掏出的大口子也常?;嵩斐伤劳?。

  在自然栖息地,七鳃鳗是食物链中的重要一环。只是当它们从源生地变身入侵者时,问题才会出现。19世纪中期,海洋七鳃鳗通过伊利运河溜进了安大略湖。接着,在大约1919年,随着加拿大韦兰运河的改造,海洋七鳃鳗通过了尼亚加拉瀑布。在北美大湖里,海洋七鳃鳗找到了天堂:在这里,这些七鳃鳗没有天敌,倒是有大量猎物,而这些猎物对海洋七鳃鳗来说毫无抵抗力。当海洋七鳃鳗来到淡水区域后,一条海洋七鳃鳗一生能杀死18千克的其他鱼?:Q笃呷┎唤龌嵘彼懒晕镉?,而且自身的个头会长得比在海洋里更大,吃得自然也更多。而这一切,都是由于淡水改变了七鳃鳗在海洋里的生活方式。生态灾难接踵而至。到了1940年,海洋七鳃鳗已经占领了整个北美大湖体系,造成了湖红点鲑每年的捕捞量下降超过80%,其他鱼种的捕捞量也明显下降。因此,如果不加控制,七鳃鳗每年会杀死估计多达500万吨商业性鱼种。

  

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  正是为了遏制海洋七鳃鳗侵害,美国和加拿大1955年建立了大湖渔业委员会。人们起初尝试捕捉这些恶鱼,接着又用电子栅栏对付它们。科学家还捕捉七鳃鳗雄鱼,对之采取节育举措后再把它们放野。也许你会说:把它们杀死不更好吗?但科学家的思路是:在对配偶的竞争中,这些雄鱼可能会挤掉一部分有生育能力的雄性对手,从而有助于降低繁殖成功率。

  后来,来自大湖渔业委员会的科学家检测了近7000种化合物对七鳃鳗幼鱼及其他鱼的影响,旨在辨识一种只杀七鳃鳗、对其他鱼影响则很小的化合物。最终,他们锁定了三氟甲基对硝基苯酚,简称TFM。TFM是一种标靶代谢机制的毒素,可投放于七鳃鳗肆虐的溪流。与此同时,该委员会建立了大约70条鱼梁来限制七鳃鳗迁徙和繁殖。

  很快,北美大湖中的七鳃鳗数量就暴降了90%~95%,大约450万吨商业性鱼种因此被“赦免”。但这样的成功需要持续投入。现在,该委员会每年在控制七鳃鳗方面的花费高达近2000万美元。其中大多数用于在大约100条溪流中投放TFM,杀死七鳃鳗幼鱼的成功率高达98%。然而,TFM这种毒素却并非完美。有时候,当地土生鱼种(商业性鱼种)也会被杀死。例如,TFM在2014年杀死了32条鲟鱼(一个被?;び阒?幼鱼。此外,鱼梁(水坝)也有问题,它们阻挡的不只是像七鳃鳗这样的恶鱼,一些好鱼或其他好物种也被阻挡。

  

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  过度依赖一种毒素同样有问题。例如,杀七鳃鳗制剂仅在一些环境中有效。七鳃鳗幼鱼可能发展出对TFM的耐药性。而使用信息素,能够减轻对TFM的一些依赖。此外,科学家希望改变像杀虫剂那样凶猛的技术,改用对环境最友好的手段来控制七鳃鳗。从20世纪80年代起,科学家一直在调查七鳃鳗信息素。

  七鳃鳗的寿命约为7年,其中成年期只有大约3年。其余4年,七鳃鳗是在河底度过幼年期的。它们钻进河底泥沙中,只有脑袋探出来。七鳃鳗幼体没有视力,完全依靠守株待兔,以微型浮游生物或藻类为食(幼鱼的马蹄形嘴巴后来变形成成年鱼可怕的咽部)。食物经由分叉结构组成的过滤系统进入后,被黏液黏住并进入幼体消化系统。幼体在河底洞里呆大约4年,然后变形成寄生鱼,游进开阔水域。

  

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  历史记录表明,从19世纪晚期开始,法国渔民一直相信七鳃鳗运用气味吸引配偶。事实上,像气味这样的信息素看来在七鳃鳗的整个生命周期中都起着突出作用。像鲑鱼一样,七鳃鳗也在河流和溪流中产卵,但七鳃鳗不像鲑鱼那样返回出生地繁殖后代,而是通过嗅觉探察现有幼鱼的信息素,来选择自己的繁殖地。这就好比是根据相邻地区的犯罪率和学校质量,来选择在哪里培养你自己的孩子。幼体发出的信息素好像在说:“我们在这儿茁壮成长!”

  雄性七鳃鳗比雌性先游到充满幼体的溪流。在这里,雄性用小石头构建摇篮,接着喷出由“来这儿”信息素构成的混合物,指引雌性来到爱巢。在交配后,雌性及其雄性配偶双双死亡。但产生幼体并非是七鳃鳗使用气味的唯一方式。科学家相信,七鳃鳗的身体组织里包含一种警告素,它警示其他七鳃鳗避开受伤或死亡的幼体。科学家做过一个实验:把提取自腐烂七鳃鳗幼体的几滴溶液注入一个养着七鳃鳗活体的水箱里,结果这些活体的反应就像是有人开动了搅拌机。

  科学家希望使用“在这儿”(迁徙)、“来这儿”(交配)和报警信息素这3类信息素的合成版本,来调节七鳃鳗的天然行为,其中报警信息素让七鳃鳗远离某些区域,迁徙和性信息素则吸引七鳃鳗到某些区域来。由此,七鳃鳗雄性和雌性都被诱导到死胡同溪流,在那里用更廉价也更有效的手段捕捉和毒杀。如此利用信息素的策略长期以来已被用于杀虫,但从未被用于控制脊椎动物。而科学家发现,用于控制昆虫的思路也可用于控制七鳃鳗。

  2015年12月,一种雄性性信息素——3kPZS在美国环保署注册。这意味着3kPZS作为一种实验性七鳃鳗信息素,获准用于生态环境中。这是在运用信息素控制七鳃鳗方面的最重要进展。该信息素由美国密歇根大学一位李姓华裔生理学家辨识。李博士及其同事是由从水箱中取样、搜寻化学差异来开始工作的,这些水箱分别装着不成熟和成熟的七鳃鳗雄性。其中一种混合物——3kPZS后来独树一帜。经过对这种化合物进行纯化,李博士团队发现当它被七鳃鳗嗅闻到时,电极记录到七鳃鳗感官组织中出现的活动。他们还发现,这种化合物的天然和合成版本,都诱发了人工饲养的七鳃鳗的相同嗅觉反应。他们最终证实,在现场实验中,野生雌性七鳃鳗对人工合成的3kPZS有同样的反应。当3kPZS被投入水中,七鳃鳗沿着它散发气味的方向游去。当3kPZS不再投放后,七鳃鳗回到下游。研究证明,3kPZS平均增加七鳃鳗捕获率10%,在一些溪流中则增加超过30%。雌性在3kPZS投放点以外至少2000米就能探查到这种人工信息素,因此被引诱到投放点等待与雄性交配。与此同时,雄性能找到的雌性自然就变少了。

  科学家希望,这一成功能为其他的合成七鳃鳗信息素奠定基础。最终,研发多种足以欺骗野生七鳃鳗的生物信息素。这可能将开启采用环境友好手段控制外来物种入侵的新时代。同样的技术可能将被西欧和美国西海岸采用。在这些地方,天然七鳃鳗数量由于兴建大坝和栖居地萎缩而陡降。不过,虽然像3kPZS这样的生物性杀鱼剂已经显露出很大的希望,但要确定它们在生态环境中会多有效则为时尚早。就算真的很有效,也需要提高产量和确定它们最能起效的环境。但这些策略最终有赖于科学家弄清七鳃鳗生物学秘密的能力。

  

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  科学家指出,虽然迄今为止北美大湖里多达95%的七鳃鳗已被清除,但剩下的5%可能很快又会让大湖七鳃鳗种群失控。事实上,北美大湖周围的溪流、河流网络密布,其中一些地方每几年才可能采取一次控制七鳃鳗的举措。所以,要想把七鳃鳗从北美大湖里消灭是不可能的,控制它们的种群规模才是可行目标。动物总是比我们认为的要复杂得多,有效控制动物需要我们“把一副牌都搞清楚,而不是只搞懂一张牌”。

  另一方面,七鳃鳗也并非完全是洪水猛兽。对于处理河流养分和为其他鱼鸟(例如苍鹭)提供食物来说,七鳃鳗起着重要作用?:芏嗳瞬⒉恢?,就算是在北美洲大湖里,不太为人知的原生七鳃鳗在生态上其实是有好处的。例如,在繁殖后代时,这些七鳃鳗清理了河底砂砾。滤食的七鳃鳗幼鱼吸收人类排进河中的废物。总之,与海洋七鳃鳗不同,这些大湖原生的七鳃鳗对生态系统大有裨益。

  

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  恶心的寄生生物:七鳃鳗

  七鳃鳗是生长在很多国家河流中的古老鳗鱼,它们附着在鲑鳟鱼之类的鱼身上吸血然后把鱼肉从骨头上刮下来吃掉。它们这样的捕食方式给渔业造成了破坏,使得美国北部五大湖地区对它们头疼不已。

  但是它们又是值得我们敬重的动物——生存了3.6亿年之久,它们的模样亿年来几乎没怎么变,并且是以令人发怵和不安的方式生存着的聪明的寄生生物。

  虽然七鳃鳗体型特征看起来都差不多,但并不是完全没有区别的。它们共分三种:食肉的、吸血的,还有基本上无害的。无害的七鳃鳗从幼体到成年需要花3—7年时间,而进入成年期之后寿命只有6个月,这6个月它们不需要进食,存在的意义只剩下繁殖然后死去。加拿大自然博物馆七鳃鳗学者、对食肉及吸血两种鳗牙齿相当了解的Claude Renaud说:“在它们钩状牙齿中间有一个类似舌头的东西,它被形象地称之为活塞。舌头上分布有三个咀嚼器,两个左右运动一个上下活动。

  这个活塞形成一个凸形结构,中部有一颗又强又大的牙齿可以让食肉七鳃鳗剔出鱼肉。”食肉七鳃鳗的中间齿呈U型,吸血的则是W型。Renaud说:“吸血的W型牙齿更好,这种鱼的中间齿大小都差不多。所以它相对于像刨削槽的U型更像一把挫刀,这样就能刮开猎物的血管吸血。”

  七鳃鳗为什么这张嘴如此丑恶?

  七鳃鳗也可以这样分三类:吃肉者、吸血者、不吃肉也不吸血者。其中最后一类的幼体阶段长达3~7年,而一旦变形成为成年七鳃鳗后的寿命仅为6个月。在这半年期间,它们无需进食,它们的存在只是为了繁殖,然后就死亡。其他两个种群的七鳃鳗更让我们感兴趣。七鳃鳗的嘴巴被认为在所有动物中最丑恶。其中,吃肉者和吸血者的嘴巴或许看上去没有多大不同,但对专业人士来说,这两个种群的牙齿分化非常明显。

  在吃肉七鳃鳗的钩状牙齿中心,是一个类似于牙齿的结构,科学家恰如其分地称之为“活塞”。“活塞”上有三个咀嚼器,其中两个横向移动,另一个上下移动。“活塞”上有一个凸嘴结构,其中间是一颗很结实、也很大的牙齿,正是它让七鳃鳗能挖出猎物的皮肉。这颗中间大牙为U形,而吸血七鳃鳗的中间大牙为W形。吸血七鳃鳗的其他牙齿不如中间大牙大,但它们的大小基本相同,因此W形大牙充当的是锉刀而非挖刀,它能锉掉猎物的身体组织,便于吸血。

  吃肉者和吸血者的另一个重要区别在于它们的身体。吸血者必须保持血液流动,因此它们的喉部有多个腺体,它们分泌一种抗凝剂进入口盘(即七鳃鳗的嘴巴)。吃肉者也有这样的腺体,但腺体要小得多,原因很简单——它们要吃的是肉,而不是血。

  不管怎样进食,七鳃鳗首先必须找到猎物。为此,它们使用遍布体表的细胞来帮助感知水中振动。一旦辨识和逼近猎物,它们就转换到视觉线索——定位猎物身上的一个特定部位。如果是吃肉者,它们就会定位猎物鱼的顶部,因为那里是肉最多的部位。但如果是吸血者,它们就会瞄准猎物鱼的腹部,因为那里的血液最丰富。

  一旦七鳃鳗“粘”上猎物,就很难把它们弄掉。不仅它们的钩状牙齿深陷进猎物的皮肉,而且七鳃鳗还用吸盘把自己粘在猎物身上。有两圈结构环绕七鳃鳗的口盘,其中之一是口伞毛,这些微型结构有一点点像叶片,它们能牢牢附着在皮肤上,留下很清晰的印记。(喉盘鱼腹部有经过改进的鱼鳍,它们利用与七鳃鳗口伞毛相似的结构产生很强的吸力,甚至能支撑自己体重300倍的重量?:砼逃阌肫呷┦橇礁霾幌喔晌镏?,但它们独立演化出同样的适应性,这在生物学上叫做趋同进化。)

  环绕七鳃鳗口盘的另一条环由被称为乳突的锥状结构组成。七鳃鳗使用乳突来感知猎物鱼身上的最佳附着点。这些乳突非常敏感,以至于吸血七鳃鳗能运用乳突觉察皮肉下面的血管。一旦七鳃鳗紧紧附着在猎物身上,它就会呆在那里数小时到一整天甚至一个月,锉或挖,休息一会儿,然后又锉或挖。吸血七鳃鳗在折磨猎物后通常不会让猎物死。不过,仍有一些猎物死于感染。吃肉七鳃鳗则没有吸血七鳃鳗那么仁慈。吃肉七鳃鳗通常锁定那些成群的较小的鱼,如鲱鱼。它们在鲱鱼身上钻啊钻,一直钻到鲱鱼的骨头。猎物鱼最终死于大面积失血或感染,其身上会留下由七鳃鳗制造的大洞。甚至,有时候猎物会被七鳃鳗搞得只剩骨架。