美西蠑螈是演化歷程中的一個傳奇物種

摘 要： 美西蠑螈（鈍口螈）是一種火蜥蜴，它一生都處于幼體階段，是兩棲動物很有名的“幼體成熟”種（從出生到性成熟產(chǎn)卵為止，均為幼體的形態(tài)）。它具有強大的再生能力，失去一條腿后，能很快又會長出新的肢體。美西蠑螈終其一生的幼體形態(tài)和無限次的再生修復(fù)能力，使得它成為兩棲動物進(jìn)化歷程中的一個獨特物種。

關(guān)鍵詞： 美西蠑螈；幼體形態(tài)；再生能力

一、美西蠑螈是演化歷程中的一個傳奇物種

美西蠑螈（鈍口螈）是一種火蜥蜴，這種兩棲動物是動物界的彼得·潘，是兩棲動物中很有名的“幼體成熟”種（從出生到性成熟產(chǎn)卵為止，均為幼體的形態(tài)）。它一生都處于幼體階段，這也說明了它為什么會有羽狀外鰓和沒有眼瞼的眼睛。除此以外，美西蠑螈的細(xì)胞再生能力強悍，一只美西蠑螈失去一條腿后，它很快又會長出新的，甚至能再生非常復(fù)雜的身體部分，其中包括部分大腦、脊髓。由于細(xì)胞的全細(xì)胞分化能力，使得美西蠑螈具有很強的自我修復(fù)能力，因此科學(xué)家對它非常感興趣。

更有意思的一點是美西蠑螈在發(fā)育過程中，如果刻意改變外部環(huán)境，那么這個生命體身上會發(fā)生明顯的定向進(jìn)化現(xiàn)象，成為進(jìn)化研究的理想模式生物。野生美西蠑螈作為一種穴居蠑螈，其終身生活在陰暗無光的水下，長期的進(jìn)化選擇使得色素細(xì)胞在生成體表色素時，色素控制基因被抑制，形成我們常見的白化現(xiàn)象?？茖W(xué)家一直以為這種現(xiàn)象是因為美西蠑螈在幽暗環(huán)境中長期定向選擇所造成的，需要幾百個世代的選擇才形成這種白化的體色。同樣的情形在其他洞穴生物如盲螈和盲蝦身上也存在。但美西蠑螈似乎刻意跟科學(xué)家開了個玩笑，當(dāng)外部生存環(huán)境發(fā)生變化時，美西蠑螈會在短時間內(nèi)完成從幼體狀態(tài)向成體狀態(tài)的全變態(tài)發(fā)育。

這個變化的發(fā)生過程為：美西蠑螈正常生活的水深要求為20厘米以上，當(dāng)生活水域的水位下降至5厘米甚至降至體表時，美西蠑螈會變得焦躁，羽狀外鰓逐步消退至消失，鰓裂逐漸閉合。蠑螈頭部開始露出水面，身體也逐步露出水面，體色從背部開始變深，扁平的頭部變?yōu)闄E圓形狀。單體色完全形成的時候，美西蠑螈也就完全離開原來的水域，開始兩棲生活。此時，原來的洞穴蠑螈已經(jīng)完全變了樣子，火紅的體色，光滑的頭部，已經(jīng)和它的近親南美火蜥蜴完全一樣了。

二、壽命還是地盤對美西蠑螈來說不可兼得

科學(xué)家一直很奇怪美西蠑螈具有這種突變進(jìn)化的能力，為什么還要一直保持幼體狀態(tài)生活在水中，從物種進(jìn)化的趨勢來看，這種韜光養(yǎng)晦的生存策略并不利于美西蠑螈擴大生存地盤，促進(jìn)物種向更廣闊的生境發(fā)展。直到科學(xué)家研究美西蠑螈細(xì)胞的分化和代謝時，才發(fā)現(xiàn)這個秘密。

我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，幼體形態(tài)的美西蠑螈細(xì)胞具有強大的再生分化能力，使得肌體能夠一直保持在年輕態(tài)，這就如同我們說的返老還童一樣，容顏永駐，長生不老。事實正如科學(xué)家推斷的一樣，洞穴中的美西蠑螈自然壽命可以長達(dá)20年，如果根據(jù)它的發(fā)育程度按照我們?nèi)祟惖膲勖鼇碛嬎愕脑?，美西蠑螈將擁?00多年的壽命。不僅如此，幼體形態(tài)的美西蠑螈的細(xì)胞代謝速度極慢，有傳言美西蠑螈1個月不進(jìn)食也不會影響其生理功能，一旦食物充足，美西蠑螈就如同大胃王一樣胡吃海塞，兩個月內(nèi)就能將身體從10公分長到13-14公分。這些神奇的細(xì)胞不僅壽命長，修復(fù)力強，而且長得快，更重要的是永遠(yuǎn)健康，不會發(fā)生癌變。一旦美西蠑螈發(fā)育成它的近親火蜥蜴一樣的形態(tài)，它的壽命縮減為5年，細(xì)胞的再生功能減弱，部分器官如腦部和脊柱的再生能力消失。也就是說如果美西蠑螈從幼體形態(tài)發(fā)育成適應(yīng)各多環(huán)境的成體形態(tài)，它將喪失掉寶貴的再生能力和壽命。也許這就是美西蠑螈為什么選擇在不為人知的洞穴中孤獨一生，不愿在復(fù)雜環(huán)境中短暫繁華的原因吧。

值得注意的是，上述提到的美西蠑螈定向進(jìn)化現(xiàn)象極為罕見，科學(xué)家僅在實驗室成功過幾例，而且成功過渡并成活的個體數(shù)量很少。一旦變?yōu)榛痱狎?，美西蠑螈將不會再回到水體中生活，而且這種變化能否發(fā)生還要分個體。我們知道在野生狀態(tài)下，美西蠑螈的體色主要有白化種（白眼）、白化種（黑眼）兩種，其中白眼種為眼球退化，視力并不好，只有黑色眼球的美西蠑螈才能在光亮中看清物體。也就是說，一旦環(huán)境發(fā)生巨變，只有黑眼的美西蠑螈可通過這種突變的方式逃過危機，成為幸存者。那些紅眼個體盡管體內(nèi)具備這種能力，也只能在環(huán)境的選擇壓力下滅亡。

三、多方向的變異是美西蠑螈以退為進(jìn)的進(jìn)化選擇

為了應(yīng)對萬一出現(xiàn)的環(huán)境突變，美西蠑螈進(jìn)化出了強大的繁殖能力和繁殖策略。一般來說，美西蠑螈1年之后即可達(dá)到性成熟，進(jìn)行繁殖，每次產(chǎn)卵可以產(chǎn)下150枚左右的卵，食物充足的時候甚至可以產(chǎn)出200多枚卵。每一枚卵外面包裹著豌豆粒大小的像膠囊一樣的膠狀體，里面是黃米粒大小的受精卵。這種膠囊結(jié)構(gòu)能很好地保護(hù)受精卵防止魚類吞噬，并且具有很強的粘滯性，可以附著在巖石和水草上不被沖走。膠囊結(jié)構(gòu)還能有效地阻隔環(huán)境中的病菌侵染受精卵，并且為受精卵提供濕潤壞境，這種保護(hù)即使水位下降使得受精卵露出水面，也一樣能孵化出幼體。美西蠑螈的卵具有很高的孵化率，一般來說自然水體環(huán)境中可以達(dá)到90%以上的孵化率。蠑螈幼體的孵化期為28天左右，當(dāng)幼體在卵泡中發(fā)育成形之后，包裹在外面的膠囊將逐漸失去粘性并變薄。這時候幼體可以在卵泡中做一些大的運動，訓(xùn)練尾部的活動力。孵化期滿，幼體擺動尾部，頭部鉆出膠囊，即可進(jìn)入到水中。當(dāng)幼體在孵化的最后幾天感知水中有危險，會提前鉆破膠囊進(jìn)入水中逃走。這種提前孵化的行為也增加了幼體的成活率。

在美西蠑螈孵化的幼體中，存在著大量的變異。白化紅眼的親本后代中也會出現(xiàn)白化黑眼，如果是白化紅眼和白化黑眼進(jìn)行雜交，后代中黑眼和紅眼的比例基本可以達(dá)到1：1。現(xiàn)在在人工飼養(yǎng)的條件下，美西蠑螈已經(jīng)變異出了30多種體色。這些變異的形成都與美西蠑螈的表觀遺傳和基因表達(dá)有著深刻的關(guān)系，使得美西蠑螈成為金魚外的又一個多變物種，為不可預(yù)知的物種未來提供了多種進(jìn)化選擇可能。

四、呼吁保護(hù)物種，善待生物

美西蠑螈的野生種群幾近滅絕，目前已經(jīng)難覓其蹤。市面上和實驗室中使用的美西蠑螈大部分都是人工孵化養(yǎng)殖。在我國美西蠑螈被人們當(dāng)做寵物來飼養(yǎng)，但是它并不是一種廣為人知的寵物。很多人因為飼養(yǎng)麻煩或者是樣貌古怪，養(yǎng)殖中途把它丟棄放生，這對于美西蠑螈和河流生態(tài)來說，都是一種傷害。美西蠑螈并不適應(yīng)開闊水域，無選擇放生也就意味著殺生。

真心希望人們能認(rèn)識這種奇特的物種，了解它們、研究它們、保護(hù)它們，讓它們在為科學(xué)做出巨大貢獻(xiàn)的同時，能在地球上自在地繁衍生存下去?！?/p>

作者簡介：任崇嬌，女1999.12.27，山東，費縣，漢，山東省臨沂市第一中學(xué)，高中學(xué)生，生物。