當生物學家路易斯·贊布拉諾在 20 世紀 90 年代末開始他的職業生涯時，他想象自己會在遠離文明的地方工作，也許會在墨西哥尤卡坦半島的某個隱秘角落發現新的物種。然而，在 2003 年，他卻發現自己在墨西哥城霍奇米爾科區受汙染、渾濁的運河中清點兩棲動物的數量。這份工作也有它的優勢：他離家很近，並且在研究墨西哥鈍口螈（Ambystoma mexicanum），這是墨西哥的國家象徵，也可以說是世界上最知名的蠑螈。但在第一年，贊布拉諾迫不及待地想結束它。
“我告訴你，一開始我討厭這個專案，”他說。首先，“我什麼也抓不到”。
然而，隨著時間的推移，他確實抓到了一些墨西哥鈍口螈。他的發現令他驚訝，並改變了他的職業生涯軌跡。1998 年，第一項對墨西哥鈍口螈進行數量統計的可靠研究估計，霍奇米爾科每平方公里約有 6,000 只。贊布拉諾——他現在是墨西哥城墨西哥國立自治大學 (UNAM) 的教授——在 2000 年發現，這個數字已降至每平方公里約 1,000 只動物。到 2008 年，這個數字降至 100 只；今天，由於汙染和入侵掠食者，每平方公里不足 35 只動物。
支援科學新聞事業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。
墨西哥鈍口螈在其唯一的天然棲息地墨西哥城運河中正處於滅絕的邊緣。但儘管野外可能只剩下幾百只個體，但在世界各地的家庭水族館和研究實驗室中卻可以找到數萬只。它們在人工飼養環境下被廣泛繁殖，以至於日本的某些餐館甚至提供油炸墨西哥鈍口螈。
英國坎特伯雷肯特大學的生態學家理查德·格里菲斯說：“墨西哥鈍口螈是一個完全的保護悖論，他招募贊布拉諾參與了這個專案。“因為它可能是世界上寵物店和實驗室中最廣泛分佈的兩棲動物，但它在野外幾乎已經滅絕了。”
這對生物學家來說造成了一個問題。由於其獨特的生理機能和非凡的斷肢再生能力，墨西哥鈍口螈已成為從組織修復到發育和癌症等各個領域的重要實驗室模型。但經過幾個世紀的近親繁殖，人工飼養種群很容易受到疾病的侵襲。而野生墨西哥鈍口螈遺傳多樣性的喪失——由於其數量減少——意味著科學家們錯失了儘可能多地瞭解這種動物生物學的機會。
當實驗室科學家繼續研究人工飼養的動物及其龐大而複雜的基因組時，贊布拉諾和其他少數研究人員正在盡最大努力保護野生種群。他們正在繁殖墨西哥鈍口螈，並將它們釋放到霍奇米爾科及其周圍的受控池塘和運河中，以觀察它們的生存狀況，並希望保留它們的一些天然遺傳多樣性。拯救它們的任務是艱鉅的，但考慮到這種動物的耐寒性，應該是可以完成的——如果墨西哥政府願意參與這個過程的話。
“我已經在世界其他地方看到，這些龐大的任務是可能的，”贊布拉諾說。“如果他們能做到，我們為什麼不能呢？”
這種永遠長不大的生物
與其他地區的蠑螈物種相比，墨西哥鈍口螈進化時間相對較晚，它們在墨西哥中部山區特斯科科湖的岸邊繁衍生息。它們是幼體性熟的，這意味著成年個體保留了僅在相似物種幼年期才看到的特徵。儘管其他蠑螈會變態為陸生生物，但墨西哥鈍口螈會保留它們羽毛狀的鰓，並在水中度過一生。就好像它們永遠長不大一樣。
大約在十三世紀，特斯科科湖被墨西哥人（歐洲人稱為阿茲特克人）定居。他們建立了一個強大的帝國，由在湖中心建造的島嶼城市控制。隨著帝國的擴張，土地也在擴張，在1521 年西班牙征服後擴張得更快。今天，墨西哥鈍口螈棲息地剩下的只有大約 170 公里的運河，縱橫交錯於墨西哥城南部的霍奇米爾科區。
圖片來源：喬迪·西姆斯 Getty Images
如果不是因為其奇特的無法長大的特性引起了歐洲科學家的注意，並在 19 世紀後期對此感到困惑，這個物種可能已經在殖民統治下滅絕了。
墨西哥的遊客將這種生物帶回並開始繁殖它們。事實證明，這種動物非常適合研究：它在實驗室中很容易繁殖，是一種頑強的倖存者，而且易於照料。墨西哥鈍口螈具有較大的細胞，這簡化了對發育的研究。它們的卵幾乎是人類卵的 30 倍大。在墨西哥鈍口螈胚胎中，神經板細胞——大腦和脊髓的前體——體積幾乎大 600 倍。
此外，墨西哥鈍口螈的色素沉著在每個細胞之間差異很大，這與人類或其他動物不同，後者的細胞特徵往往是均勻的。這可以幫助研究人員追蹤胚胎中的哪些組織會變成哪些器官。然而，它的基因組很大——大約是人類基因組的十倍——這在某些方面使其研究具有挑戰性。
加利福尼亞大學歐文分校的發育生物學家大衛·加德納說：“它不是一個好的遺傳模型生物，但它確實可以再生——這使它成為一個很棒的生物模型，”他研究墨西哥鈍口螈的再生已經幾十年了。
在二十世紀早期，墨西哥鈍口螈對於理解脊椎動物器官如何發育和發揮作用至關重要。它們幫助科學家們揭示了人類脊柱裂的病因——這是一種脊柱發育不全的出生缺陷。它們還在甲狀腺激素的發現中發揮了作用：在 20 世紀 20 年代，科學家們將家畜的甲狀腺組織餵給墨西哥鈍口螈。如果組織分泌了激素，墨西哥鈍口螈就會變態，失去鰓並蛻掉幼蟲皮膚。
在 20 世紀 80 年代，墨西哥鈍口螈幫助科學家們開發了一個模型，解釋了細胞如何在胚胎中呈現出不同的形式。“細胞狀態分離器”模型提出，許多幹細胞透過胚胎拉伸和伸展的波浪轉變為身體中的特定組織。科學家們發現，他們可以觀察到墨西哥鈍口螈的細胞在形成組織之前是如何擠壓和伸展的。最近，在 2011 年，墨西哥鈍口螈卵母細胞的提取物被用於透過開啟腫瘤抑制基因來阻止乳腺癌細胞的增殖。
但也許墨西哥鈍口螈對科學最引人入勝的貢獻是在再生醫學領域。這種動物可以再生失去的肢體、尾巴、器官、部分眼睛，甚至部分大腦。許多科學家推測，這是因為它們是幼體性熟的，因此保留了胚胎階段的某些特徵，儘管其他蠑螈似乎即使在成年後也能再生。
德國德累斯頓工業大學的再生研究員塔蒂亞娜·桑多瓦爾·古茲曼說，幾十年來，生物學家們一直在試圖確定其再生能力背後的機制。“它們是怎麼做到的？它們擁有我們沒有的東西嗎？或者反過來——哺乳動物中有什麼東西阻止了再生？”
桑多瓦爾·古茲曼對骨骼和肌肉再生感興趣，並接管了德累斯頓的一個長期存在的墨西哥鈍口螈實驗室。她是一名墨西哥人，在離霍奇米爾科不遠的地方上學，她以前從未過多考慮過這種動物，當然也從未考慮過研究它，直到她來到德國。今天，她對這種生物著迷，並且已經證明，墨西哥鈍口螈再生的許多機制——例如涉及肌肉組織幹細胞的機制——與人類中發現的機制並沒有太大的不同。
大多數再生研究都集中在殘肢——或稱再生芽——上，它在斷肢的傷口上形成。人類的此類傷口會被皮膚組織覆蓋，而墨西哥鈍口螈則將附近的細胞轉化為幹細胞，並從更遠的地方招募其他細胞聚集在傷口附近。在那裡，細胞開始形成骨骼、皮膚和血管，方式幾乎與動物在卵內發育時相同。每個組織都為這項工作貢獻了自己的幹細胞。
研究人員表明，一種名為轉化生長因子-β的蛋白質在墨西哥鈍口螈再生和預防人類胚胎在妊娠早期受傷時產生疤痕組織方面都起著關鍵作用。 成年小鼠和人類可以再生指尖，儘管人類隨著年齡的增長會失去這種能力，這表明再生能力可能在哺乳動物中被重新喚醒。
“總有一天，我們人類也能再生，”加德納說。他的研究重點不是重建肢體，而是治療癱瘓、生長健康器官，甚至透過修復受損和磨損的組織來逆轉衰老。“當他們書寫那個故事時，它會追溯到這些模型生物，”他說。
然而，當那一天到來時，野生墨西哥鈍口螈可能已經消失了。這讓加德納和桑多瓦爾·古茲曼感到擔憂，因為他們研究的動物，就像許多實驗室動物一樣，是高度近親繁殖的。科學家們使用“近交係數”來衡量基因庫有多小。同卵雙胞胎的係數為 100%；完全不相關的個體的得分接近於零。得分高於 12% 表明一個種群中的個體大多與其表親或堂親繁殖，並且被生態學家和遺傳學家認為是嚴重的問題。十七世紀以近親繁殖和不健康而聞名的西班牙哈布斯堡國王的係數通常在 20% 以上。墨西哥鈍口螈的平均近交係數為 35%。
“我們擁有的這些動物，它們仍然執行良好，它們仍然可以很好地再生。但它們太近親繁殖了。這是一個瓶頸，”加德納說。“當近親繁殖時，種群非常容易受到疾病的侵襲。”
它們的高度近親繁殖部分是人工飼養的墨西哥鈍口螈所經歷的離奇歷史道路造成的。大多數實驗室標本的血統可以追溯到 1863 年由法國資助的探險隊從霍奇米爾科帶出的一小群 34 只動物。它們引發了歐洲各地博物館和博物學家對墨西哥鈍口螈的繁殖熱潮。
1935 年，一些動物從波蘭實驗室旅行回到北美，最終成為紐約州布法羅大學的繁殖種群。在這裡，科學家們引入了一系列野生墨西哥鈍口螈，以混合基因庫，甚至一度加入了虎螈（Ambystoma tigrinum）。布法羅種群蓬勃發展，最終遷至肯塔基州列剋星敦的肯塔基大學，那裡現在是全球墨西哥鈍口螈繁殖中心。這意味著，除了近親繁殖之外，如今幾乎所有實驗室和水族館中的墨西哥鈍口螈實際上都是部分虎螈。
肯塔基州專案的負責人蘭德爾·沃斯說：“它們肯定在歐洲遇到了瓶頸，然後又一次遇到了瓶頸，該專案擁有約 2,000 只成年個體和 3,000-5,000 只幼蟲。
沃斯說，由於現代遺傳學和幹細胞研究，如今墨西哥鈍口螈的研究正在世界各地擴充套件。2015 年，他和他的團隊發表了墨西哥鈍口螈基因組的初步組裝，考慮到其龐大的規模，估計約為 320 億個鹼基，這是一項艱鉅的任務。但這並不完整——基因組的大小和複雜性對於沃斯團隊可以投入的計算能力來說太過分了。幾個中心的研究人員繼續致力於完成這幅圖景。
但是，當他們為此工作時，這種生物對疾病的脆弱性已經導致了沃斯設施中神秘的大規模死亡。科學家們擔心，如果一種新的傳染病在全球實驗室中蔓延，可能會迫使他們放棄墨西哥鈍口螈，從而可能使研究倒退數年。
更重要的是，沒有人可以確定實驗室的墨西哥鈍口螈是否已經與它們的野生同類產生了如此大的差異，以至於它們失去了再生的關鍵要素。“回到研究野生種群可以給你提供不同的機制或不同的基因，”桑多瓦爾·古茲曼說。“失去遺傳多樣性——當然這對科學來說是一個損失。”
兩位數
阿圖羅·維加拉·伊格萊西亞斯盯著一個裝滿墨西哥鈍口螈的水箱，裡面的墨西哥鈍口螈懶洋洋地爬來爬去。“我不能總是確定，但肯塔基州的墨西哥鈍口螈確實有一些差異，”他說。“它們有很多畸形。例如，它們通常有太多的手指。”
維加拉·伊格萊西亞斯是生物和水產養殖研究中心 (CIBAC) 的生物學家，CIBAC 是霍奇米爾科附近的一個墨西哥鈍口螈繁殖設施，希望能夠儲存一些野生品系。另一方面，他繁殖自己的野生墨西哥鈍口螈，出售給實驗室和寵物經銷商。他正站在霍奇米爾科傳統農田或稱奇南帕上的蠑螈水箱旁，該農田被用作遊客的教育設施。這些動物和他出售的其他動物都是從一組 32 只從離該地塊不遠的水中捕撈出來的動物繁殖出來的。在墨西哥，墨西哥鈍口螈是一種珍貴的寵物，也是民族自豪感的來源。它是無數墨西哥表情包和紀念品的主題，甚至是墨西哥城的官方表情符號。
很難確切知道那裡還剩下多少野生墨西哥鈍口螈。贊布拉諾猜測，在他上次在 2014 年進行的調查中，總共不到 1,000 只，甚至可能不到 500 只。但他無法更具體地說明——在過去的兩年裡，他一直無法籌集到資金進行任何後續研究。他無法為簡單的普查獲得資金，這對保護工作來說不是好兆頭。
贊布拉諾說，要拯救野生墨西哥鈍口螈，政策制定者必須解決它的兩個主要威脅。第一個是鯉魚（Cyprinus carpio）和羅非魚（Oreochromis niloticus）等非本地魚類。具有諷刺意味的是，這些魚是在 20 世紀 70 年代和 80 年代透過聯合國糧食及農業組織的專案引入霍奇米爾科的，目的是為當地飲食增加更多蛋白質。贊布拉諾說，他已經繪製了墨西哥鈍口螈仍然存在的區域；他設想支付當地漁民的費用，讓他們持續清除這些區域的魚類。儘管這不會清除所有的魚類，但花費幾十萬美元可能會給蠑螈一個重新建立自己的視窗期。他的研究表明，墨西哥鈍口螈在卵期最容易受到鯉魚的攻擊，在幼年期最容易受到羅非魚的攻擊，但研究表明，如果它們能夠長大到一定尺寸，它們仍然可能茁壯成長。
第二個威脅更棘手。每當強風暴充滿城市老化的汙水系統時，處理設施就會將人類排洩物釋放到霍奇米爾科，其中攜帶氨、重金屬和無數其他有毒化學物質。兩棲動物部分透過它們高度滲透性的皮膚呼吸，很容易受到這些常規汙染排放的影響。這種動物能夠完全在野外生存，這證明了它的韌性。
這些都是複雜的問題，但並非無法解決。然而，到目前為止，除了少數半心半意的外聯計劃和一些拍照機會外，還沒有人為拯救野生墨西哥鈍口螈做出任何努力。2013 年，CIBAC 為了進行一項行為研究，放生了數千只墨西哥鈍口螈；其中一些倖存下來，甚至似乎在第二年進行了繁殖。這表明，如果將實驗室繁殖的蠑螈飼養到一定尺寸，它們可能能夠在野外茁壯成長。但生物學家警告說，這並不意味著墨西哥應該開始將它們釋放到運河中。
格里菲斯說：“在能夠消除威脅之前，將它們放生到野外可能意義不大。“你可能只是在透過扔出更多的魚食來增加魚類種群。”
當格里菲斯在 2000 年首次開始在霍奇米爾科工作時，他的計劃是建立一個旨在將墨西哥鈍口螈放生到野外的繁殖計劃。但當他和他的墨西哥合作伙伴看到生態系統的狀況時，他們很快放棄了這個想法，生態系統受到了汙染，並且到處都是掠食者。將墨西哥鈍口螈送去送死似乎毫無意義。成功的重新引入，例如英國的池蛙（Pelophylax lessonae）或美國的隱鰓鯢（Cryptobranchus alleganiensis），需要管理整個生態系統並與社群合作。
贊布拉諾說：“如果我們每年有 100 萬美元，持續十年，我們就能拯救霍奇米爾科。與這座城市的資金支出相比，這根本不算什麼。”
十月的一個下午，贊布拉諾和一群志願者聚集在 UNAM 校園附近的池塘邊，將十隻實驗室飼養的野生墨西哥鈍口螈放生到一個受保護的池塘中。如果這些動物能夠存活和繁殖，它們將來可能會成為該生物的某種基因庫。兩年來，贊布拉諾一直在零星地釋放和追蹤這裡的動物，以瞭解它們的行為和棲息地偏好。他迄今為止的工作表明，蠑螈更喜歡相當髒的池塘而不是最原始的池塘——這再次表明，如果其他壓力消除，墨西哥鈍口螈可能仍然可以在霍奇米爾科茁壯成長。同樣，CIBAC 正在繁殖野生型動物，以努力保護墨西哥鈍口螈的遺傳多樣性。但大多數研究人員表示，如果墨西哥鈍口螈沒有合適的家園，那麼無論他們做什麼，它們在野外滅絕可能是不可避免的。
“如果我那樣看待它，我會感到沮喪，”贊布拉諾說。“我以另一種視角看待它——我正在盡我所能阻止這種情況發生。”
本文經許可轉載，並於2017 年 11 月 15 日首次發表。