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科学家利用龙虾不同寻常的习性攻克了120多年来养殖龙虾的难题

开心的月饼 2024-03-30 08:46:35 健康养生

龙虾像龙一样的外表为它们赢得了“海中之龙”的绰号。这也是它们成为农历新年宴会上最受欢迎的菜肴的原因之一。中国人称它们为龙虾或龙虾。在一些亚洲文化中,吃它们意味着吸收龙所代表的好运、红润的健康和强大的力量——龙是十二生肖中最吉祥的动物。

科学家利用龙虾不同寻常的习性攻克了120多年来养殖龙虾的难题

虽然前者是现实生活中的生物,后者是想象中的野兽,但龙虾和龙之间存在着令人着迷的相似之处。甚至有一个完整的Reddit主题讨论为什么龙与龙虾比爬行动物有更多的共同点。首先,两者都不会停止生长,这种独特的能力助长了龙虾永生的神话。

正如科学家发现的那样,尝试养殖龙虾就像驯服传说中的喷火龙一样难以捉摸。一个多世纪以来,他们一直未能获得胜利。但海洋生物学家KaoriWakabayashi通过让这些“海中之龙”变得真正怪异,正在让科学更接近征服这一120多年的追求。

冲浪与畅饮

这一切都始于十多年前的一次偶然调查。若林说,她后来加入的东京海洋科技大学实验室看到了潜水员无法识别的奇怪“水母骑手”。

“潜水员实际上把这些动物和水母一起收集起来,带到我们的实验室,然后问我的前导师它们是什么,”现任广岛大学生命综合科学研究生院副教授的若林说。

这种细长、扁平、透明的生物,有着细长的腿,紧贴在水母身上,原来是叶形动物,即拖鞋龙虾和刺龙虾的幼虫。这些幼虫源自希腊语“phyllo”,意思是叶子,它们沿着水流漫无目的地漂流,直到遇到毫无戒心的猎物。

特别是,潜水员带给他们的是拖鞋龙虾幼虫,据记录,它们会搭便车并咀嚼水母。与它们的近亲美洲龙虾(Homarusamericanus)和欧洲龙虾(H.gammarus)不同,拖鞋龙虾是无爪的。它们的肉以香甜可口而闻名,来自尾部。它们也比爪龙虾和刺龙虾亲戚更平静,生长到收获尺寸的速度更快,这使它们成为水产养殖的完美候选者。

实验室对这种行为很感兴趣,因此启动了一个项目,以进一步探索其生态作用并利用她的专业知识。若林一直在研究海星的胚胎学和幼虫发育。因此,她对海洋无脊椎动物年轻阶段的了解派上了用场。“那是我参与这个主题的开始,”她说。从那时起,若林就没有回头。

类似瑞士军刀的附属物

放大附肢后,他们注意到幼虫的步行腿(称为胸足)上长有坚硬的尖刺,非常适合捕捉水母。他们还发现了第三颌足尖端的梳状突起,这是一个用于梳理毛发的细长附属物。这正是这些小动物所需要的,它们既喜欢打扮,也喜欢冲浪和捕食漂浮的猎物。作为一种防御,水母会粘液捕食者,因此拥有专门的肢体来刮掉可能含有细菌的粘液会很方便。

鉴于这些附肢完全适应了骑在水母上的生活方式,若林想知道仅以水母为食是否可以维持自由漂浮的幼虫,直到它们蜕变成居住在海底的幼体——在这个阶段,它们开始类似于成年形态。之前的试验已经将丰年虾幼体、鱼类幼体、蛤、贻贝、鲍鱼、鱿鱼、磷虾和海月水母喂给叶形动物,以找出喂养策略和它们的饮食偏好。

“我们的想法是利用它们的自然行为。因为它们在野外吃水母,也许它们喜欢它们,”若林说。她和她的同事们看到拖鞋龙虾(Ibacusnovemdentatus)幼虫一加入水母就开始疯狂进食,很快就得到了答案。他们的实验室不得不争先恐后地捕捉更多的水母,因为幼虫在短短两到三天内就吞噬了所有的水母。

“它们吃得太快了,我们不得不再次去海里抓更多的东西。这就像拥有自己的孩子一样,”她说。

他们发现,仅以水母为食不仅可以提供足够的食物,而且还可以让拖鞋龙虾跳过一个发育阶段,从而加快通常长达1.5-2个月的浮游幼虫阶段。

对毒液的胃口

由于公海上的食物可能很稀缺,若林也很好奇拖鞋龙虾幼虫是否能够对水母挑剔,或者它们是否对毒液有兴趣。她和她的同事给幼虫喂食这些凝胶状生物的样本,从无害的月亮水母到致命的葡萄牙战舰。尽管叶形动物吞食了更致命的物种、有毒的触手等,但它们却没有受到任何伤害。

秘密在于它们的消化系统。幼虫通过一层甲壳质保护免受毒刺的伤害,甲壳质是构成它们坚韧外骨骼的生物聚合物,几乎覆盖了它们的整个肠道。它们还分泌一种难以穿透的膜,将毒刺密封起来,但又让营养物质通过,这样肠道暴露的部分就受到了保护。

“由于气候变化,自然环境中的水母数量不断增加。但人类却没有办法将它们用于社会用途。那么为什么不利用水母来饲养龙虾呢?”若林说道。

虽然不及传说中的龙的耐火能力,但她和她的同事们也观察到了刚孵化的叶状体暴露于高浓度的有毒氨中,这是水产养殖池中的一个常见问题,其中会积聚未吃的食物和粪便等分解废物。

“展示龙虾在水箱中粘附并吃掉水母是我们的原创发现。然后发现该物种不仅可以吃一种水母,而且可以吃多种水母,这也是我们的原创发现。证明它们可以通过以下方式完成幼虫发育:只以水母为食也是我们的原创发现。”若林说。“所以我现在正在尝试将这些结合起来开发一种商业农业技术。”

她的初步试验已经显示出进展。她成功地完成了日本I.novemdentatus和I.ciliatus以及澳大利亚Thenusaustraliensis的幼虫阶段。与亚洲市场上令人垂涎的野生拖鞋龙虾的吉祥红色相比,只有水母饮食才能产生具有淡粉色外骨骼的成虫。若林正在努力饲养拖鞋龙虾,这些龙虾的颜色与野生捕获的龙虾相同。正如她在龙虾生活的秘密中所学到的那样,她可能很快就会在龙虾最奇怪的行为中找到答案。


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