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新西兰发现淡水三眼螃蟹

 来自新西兰的畸形淡水蟹Amarinus lacustris标本。摄影:Stephen Moore, Gerhard Scholtz

  来自新西兰的畸形淡水蟹Amarinus lacustris标本。摄影:Stephen Moore, Gerhard Scholtz

   什么东西有三只眼睛、两个鼻子,头上还伸出一根像小木偶一样的触角?

  答案是在新西兰发现的淡水蟹特殊种Amarinus lacustris。本周的《节肢动物的构造与发展》(Arthropod Structure & Development)期刊里发表了对它的描述。

  这只「三眼蟹」的怪异增生部位和变形的大脑,很可能是生理发展错误所导致的结果。连体和损坏再生是甲壳类的两大特色,以这只三眼蟹来说,它的眼睛就是一种连体现象。而所谓的损坏再生,就是当螃蟹的眼睛遭到损伤时,它可以再生一只眼睛,不过这只三眼蟹则是以突出的触角来取代眼睛。

  大自然并不是个完美主义者,出包总是难免的。对科学家而言,这些怪异生物不单只是个有趣的观察对象,更是珍贵的研究资源。

  「自然发生的异常会告诉我们什么是可​​能的,」柏林洪保德大学(Humboldt University)的格哈德‧史裘兹(Gerhard Scholtz)表示,他带领了这项怪异螃蟹的研究。

  研究它们「就像是从错误中学习。当事情出错时,你会去了解成因和机制,如此,你也就了解正常发育的成因和机制了。」

  我们来看看自然界中几个最迷人的错误吧。

  异常突变

  出现有害的及致命的基因突变(genetic mutation)时,基因库通常会自动清除。不过有些变异反而会被保留下来,因为它们提供竞争优势,有助于强化生存条件。

  怪异生物不会只是一种基因造成的。在发育过程里,除了基因还有其他因素可能会出现问题,举例来说:如果某个身体部位长得有一点点的不一样,这是经过一连串的异常才会出现的结果。

  环境也可能让发育过程产生变化。以爬虫类来说,蛋的孵化温度会决定小宝宝的性别,而温度太高时则会孵出双头宝宝。

  2006年,一只异常的双头龟出现在中国青岛。它的主人是在市场上发现它的,当时双头龟的健康状况良好而且吃的比一般正常的乌龟还多。摄影:ChinaFotoPress

  2006年,一只异常的双头龟出现在中国青岛。它的主人是在市场上发现它的,当时双头龟的健康状况良好而且吃的比一般正常的乌龟还多。摄影:ChinaFotoPress, Getty Images

  爱荷华大学(University of Iowa)的神经科学家马克‧布朗伯格(Mark Blumberg)指出,形成这种畸形的原因通常是许多因素结合而成,不会只有一个。布朗伯格是《自然界的怪胎》(Freaks of Nature)的作者。他解释:「许多我们在动物身上看到的正常特征,比方大象的象鼻、母鬣狗增大的生殖器,都可能是在环境中胜出的演化表现,」而这些演化就改变了后来动物的发展。

  不过,他补充:「现在有一些科学家相信,基因改变是发生在过程『之后而不是之前。』」所以,生物的异常不会只有单一因素,其实是环境、基因、生长阶段和时间交相影响,共同培育出全新的动物。

  洪保德大学的史裘兹说,突变也对科学家进行反向推理有所帮助。 「当科学家观察到一种模式,然后试着重建可能导致这个结果的机制和历史途径时,就很像侦探从血迹的喷溅还原谋杀的经过。」

  当然,今日的科学家不必等到大自然出包才能得到研究对象。他们可以在实验室利用细胞错植或基因剔除来创造突变生物。

  例如,基因剔除小鼠(knockout mice)就运用于许多研究之中。

  独眼羊

  1950年代,爱达荷的牧羊人被刚出生的独眼羊吓了好大一跳:它的一只眼睛不偏不倚地长在额头的正中央。独眼动物的大脑也同样发育不完全。

  结果原来祸首是花:动物在干旱时期会食用鸢尾花,而鸢尾花里有一种化学物质会阻碍羊只胚胎的生长。

  后来,科学家找出了是这个命名为「独眼胺」(cyclopamine,亦有译为「环巴胺」,译名仍有争议)的化学物质阻碍对胚胎生长不可或缺的基因活动。最近,科学家更以这种化学物质进行抗癌活动的研究。

  白眼苍蝇

  1900年早期,分子生物学(molecular biology)都还没出现,其中一种更重要、但看起来没那么怪的怪胎出现了:白眼果蝇。

  演化生物学暨胚胎学家汤玛士‧杭特‧摩根(Thomas Hunt Morgan)在研究苍蝇时,这只白眼果蝇出现于一排他培育的正常红眼苍蝇之中,摩根从它身上了解染色体在遗传里所扮演的角色。

  连体双生

  多年来,我们已发现许多自然界里的畸形生物,特别是连体双生(Siamese Twin)的类型。

  在中国,曾发现过一只双头龟;加州的泻湖里发现了连体的小灰鲸;另外还曾发现过有两颗头的小鲨鱼。

  根据史裘兹表示,这种连体双生的案例最可能是原本要形成各自独立的双胞胎胚胎分裂未完全所造成。这种情况在所有动物群体中都会发生。

  自然界的异常者或许对科学助益良多,但我们这些普通人就喜欢传送奇怪生物的图片给朋友。这有白子独眼鲨鱼的图集,有谁想看吗?

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