当生物学家路易斯·赞布拉诺在 20 世纪 90 年代末开始他的职业生涯时，他想象自己会在远离文明的地方工作，也许会在墨西哥尤卡坦半岛的某个隐秘角落发现新的物种。然而，在 2003 年，他却发现自己在墨西哥城霍奇米尔科区受污染、浑浊的运河中清点两栖动物的数量。这份工作也有它的优势：他离家很近，并且在研究墨西哥钝口螈（Ambystoma mexicanum），这是墨西哥的国家象征，也可以说是世界上最知名的蝾螈。但在第一年，赞布拉诺迫不及待地想结束它。
“我告诉你，一开始我讨厌这个项目，”他说。首先，“我什么也抓不到”。
然而，随着时间的推移，他确实抓到了一些墨西哥钝口螈。他的发现令他惊讶，并改变了他的职业生涯轨迹。1998 年，第一项对墨西哥钝口螈进行数量统计的可靠研究估计，霍奇米尔科每平方公里约有 6,000 只。赞布拉诺——他现在是墨西哥城墨西哥国立自治大学 (UNAM) 的教授——在 2000 年发现，这个数字已降至每平方公里约 1,000 只动物。到 2008 年，这个数字降至 100 只；今天，由于污染和入侵掠食者，每平方公里不足 35 只动物。
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墨西哥钝口螈在其唯一的天然栖息地墨西哥城运河中正处于灭绝的边缘。但尽管野外可能只剩下几百只个体，但在世界各地的家庭水族馆和研究实验室中却可以找到数万只。它们在人工饲养环境下被广泛繁殖，以至于日本的某些餐馆甚至提供油炸墨西哥钝口螈。
英国坎特伯雷肯特大学的生态学家理查德·格里菲斯说：“墨西哥钝口螈是一个完全的保护悖论，他招募赞布拉诺参与了这个项目。“因为它可能是世界上宠物店和实验室中最广泛分布的两栖动物，但它在野外几乎已经灭绝了。”
这对生物学家来说造成了一个问题。由于其独特的生理机能和非凡的断肢再生能力，墨西哥钝口螈已成为从组织修复到发育和癌症等各个领域的重要实验室模型。但经过几个世纪的近亲繁殖，人工饲养种群很容易受到疾病的侵袭。而野生墨西哥钝口螈遗传多样性的丧失——由于其数量减少——意味着科学家们错失了尽可能多地了解这种动物生物学的机会。
当实验室科学家继续研究人工饲养的动物及其庞大而复杂的基因组时，赞布拉诺和其他少数研究人员正在尽最大努力保护野生种群。他们正在繁殖墨西哥钝口螈，并将它们释放到霍奇米尔科及其周围的受控池塘和运河中，以观察它们的生存状况，并希望保留它们的一些天然遗传多样性。拯救它们的任务是艰巨的，但考虑到这种动物的耐寒性，应该是可以完成的——如果墨西哥政府愿意参与这个过程的话。
“我已经在世界其他地方看到，这些庞大的任务是可能的，”赞布拉诺说。“如果他们能做到，我们为什么不能呢？”
这种永远长不大的生物
与其他地区的蝾螈物种相比，墨西哥钝口螈进化时间相对较晚，它们在墨西哥中部山区特斯科科湖的岸边繁衍生息。它们是幼体性熟的，这意味着成年个体保留了仅在相似物种幼年期才看到的特征。尽管其他蝾螈会变态为陆生生物，但墨西哥钝口螈会保留它们羽毛状的鳃，并在水中度过一生。就好像它们永远长不大一样。
大约在十三世纪，特斯科科湖被墨西哥人（欧洲人称为阿兹特克人）定居。他们建立了一个强大的帝国，由在湖中心建造的岛屿城市控制。随着帝国的扩张，土地也在扩张，在1521 年西班牙征服后扩张得更快。今天，墨西哥钝口螈栖息地剩下的只有大约 170 公里的运河，纵横交错于墨西哥城南部的霍奇米尔科区。
图片来源：乔迪·西姆斯 Getty Images
如果不是因为其奇特的无法长大的特性引起了欧洲科学家的注意，并在 19 世纪后期对此感到困惑，这个物种可能已经在殖民统治下灭绝了。
墨西哥的游客将这种生物带回并开始繁殖它们。事实证明，这种动物非常适合研究：它在实验室中很容易繁殖，是一种顽强的幸存者，而且易于照料。墨西哥钝口螈具有较大的细胞，这简化了对发育的研究。它们的卵几乎是人类卵的 30 倍大。在墨西哥钝口螈胚胎中，神经板细胞——大脑和脊髓的前体——体积几乎大 600 倍。
此外，墨西哥钝口螈的色素沉着在每个细胞之间差异很大，这与人类或其他动物不同，后者的细胞特征往往是均匀的。这可以帮助研究人员追踪胚胎中的哪些组织会变成哪些器官。然而，它的基因组很大——大约是人类基因组的十倍——这在某些方面使其研究具有挑战性。
加利福尼亚大学欧文分校的发育生物学家大卫·加德纳说：“它不是一个好的遗传模型生物，但它确实可以再生——这使它成为一个很棒的生物模型，”他研究墨西哥钝口螈的再生已经几十年了。
在二十世纪早期，墨西哥钝口螈对于理解脊椎动物器官如何发育和发挥作用至关重要。它们帮助科学家们揭示了人类脊柱裂的病因——这是一种脊柱发育不全的出生缺陷。它们还在甲状腺激素的发现中发挥了作用：在 20 世纪 20 年代，科学家们将家畜的甲状腺组织喂给墨西哥钝口螈。如果组织分泌了激素，墨西哥钝口螈就会变态，失去鳃并蜕掉幼虫皮肤。
在 20 世纪 80 年代，墨西哥钝口螈帮助科学家们开发了一个模型，解释了细胞如何在胚胎中呈现出不同的形式。“细胞状态分离器”模型提出，许多干细胞通过胚胎拉伸和伸展的波浪转变为身体中的特定组织。科学家们发现，他们可以观察到墨西哥钝口螈的细胞在形成组织之前是如何挤压和伸展的。最近，在 2011 年，墨西哥钝口螈卵母细胞的提取物被用于通过开启肿瘤抑制基因来阻止乳腺癌细胞的增殖。
但也许墨西哥钝口螈对科学最引人入胜的贡献是在再生医学领域。这种动物可以再生失去的肢体、尾巴、器官、部分眼睛，甚至部分大脑。许多科学家推测，这是因为它们是幼体性熟的，因此保留了胚胎阶段的某些特征，尽管其他蝾螈似乎即使在成年后也能再生。
德国德累斯顿工业大学的再生研究员塔蒂亚娜·桑多瓦尔·古兹曼说，几十年来，生物学家们一直在试图确定其再生能力背后的机制。“它们是怎么做到的？它们拥有我们没有的东西吗？或者反过来——哺乳动物中有什么东西阻止了再生？”
桑多瓦尔·古兹曼对骨骼和肌肉再生感兴趣，并接管了德累斯顿的一个长期存在的墨西哥钝口螈实验室。她是一名墨西哥人，在离霍奇米尔科不远的地方上学，她以前从未过多考虑过这种动物，当然也从未考虑过研究它，直到她来到德国。今天，她对这种生物着迷，并且已经证明，墨西哥钝口螈再生的许多机制——例如涉及肌肉组织干细胞的机制——与人类中发现的机制并没有太大的不同。
大多数再生研究都集中在残肢——或称再生芽——上，它在断肢的伤口上形成。人类的此类伤口会被皮肤组织覆盖，而墨西哥钝口螈则将附近的细胞转化为干细胞，并从更远的地方招募其他细胞聚集在伤口附近。在那里，细胞开始形成骨骼、皮肤和血管，方式几乎与动物在卵内发育时相同。每个组织都为这项工作贡献了自己的干细胞。
研究人员表明，一种名为转化生长因子-β的蛋白质在墨西哥钝口螈再生和预防人类胚胎在妊娠早期受伤时产生疤痕组织方面都起着关键作用。 成年小鼠和人类可以再生指尖，尽管人类随着年龄的增长会失去这种能力，这表明再生能力可能在哺乳动物中被重新唤醒。
“总有一天，我们人类也能再生，”加德纳说。他的研究重点不是重建肢体，而是治疗瘫痪、生长健康器官，甚至通过修复受损和磨损的组织来逆转衰老。“当他们书写那个故事时，它会追溯到这些模型生物，”他说。
然而，当那一天到来时，野生墨西哥钝口螈可能已经消失了。这让加德纳和桑多瓦尔·古兹曼感到担忧，因为他们研究的动物，就像许多实验室动物一样，是高度近亲繁殖的。科学家们使用“近交系数”来衡量基因库有多小。同卵双胞胎的系数为 100%；完全不相关的个体的得分接近于零。得分高于 12% 表明一个种群中的个体大多与其表亲或堂亲繁殖，并且被生态学家和遗传学家认为是严重的问题。十七世纪以近亲繁殖和不健康而闻名的西班牙哈布斯堡国王的系数通常在 20% 以上。墨西哥钝口螈的平均近交系数为 35%。
“我们拥有的这些动物，它们仍然运行良好，它们仍然可以很好地再生。但它们太近亲繁殖了。这是一个瓶颈，”加德纳说。“当近亲繁殖时，种群非常容易受到疾病的侵袭。”
它们的高度近亲繁殖部分是人工饲养的墨西哥钝口螈所经历的离奇历史道路造成的。大多数实验室标本的血统可以追溯到 1863 年由法国资助的探险队从霍奇米尔科带出的一小群 34 只动物。它们引发了欧洲各地博物馆和博物学家对墨西哥钝口螈的繁殖热潮。
1935 年，一些动物从波兰实验室旅行回到北美，最终成为纽约州布法罗大学的繁殖种群。在这里，科学家们引入了一系列野生墨西哥钝口螈，以混合基因库，甚至一度加入了虎螈（Ambystoma tigrinum）。布法罗种群蓬勃发展，最终迁至肯塔基州列克星敦的肯塔基大学，那里现在是全球墨西哥钝口螈繁殖中心。这意味着，除了近亲繁殖之外，如今几乎所有实验室和水族馆中的墨西哥钝口螈实际上都是部分虎螈。
肯塔基州项目的负责人兰德尔·沃斯说：“它们肯定在欧洲遇到了瓶颈，然后又一次遇到了瓶颈，该项目拥有约 2,000 只成年个体和 3,000-5,000 只幼虫。
沃斯说，由于现代遗传学和干细胞研究，如今墨西哥钝口螈的研究正在世界各地扩展。2015 年，他和他的团队发表了墨西哥钝口螈基因组的初步组装，考虑到其庞大的规模，估计约为 320 亿个碱基，这是一项艰巨的任务。但这并不完整——基因组的大小和复杂性对于沃斯团队可以投入的计算能力来说太过分了。几个中心的研究人员继续致力于完成这幅图景。
但是，当他们为此工作时，这种生物对疾病的脆弱性已经导致了沃斯设施中神秘的大规模死亡。科学家们担心，如果一种新的传染病在全球实验室中蔓延，可能会迫使他们放弃墨西哥钝口螈，从而可能使研究倒退数年。
更重要的是，没有人可以确定实验室的墨西哥钝口螈是否已经与它们的野生同类产生了如此大的差异，以至于它们失去了再生的关键要素。“回到研究野生种群可以给你提供不同的机制或不同的基因，”桑多瓦尔·古兹曼说。“失去遗传多样性——当然这对科学来说是一个损失。”
两位数
阿图罗·维加拉·伊格莱西亚斯盯着一个装满墨西哥钝口螈的水箱，里面的墨西哥钝口螈懒洋洋地爬来爬去。“我不能总是确定，但肯塔基州的墨西哥钝口螈确实有一些差异，”他说。“它们有很多畸形。例如，它们通常有太多的手指。”
维加拉·伊格莱西亚斯是生物和水产养殖研究中心 (CIBAC) 的生物学家，CIBAC 是霍奇米尔科附近的一个墨西哥钝口螈繁殖设施，希望能够保存一些野生品系。另一方面，他繁殖自己的野生墨西哥钝口螈，出售给实验室和宠物经销商。他正站在霍奇米尔科传统农田或称奇南帕上的蝾螈水箱旁，该农田被用作游客的教育设施。这些动物和他出售的其他动物都是从一组 32 只从离该地块不远的水中捕捞出来的动物繁殖出来的。在墨西哥，墨西哥钝口螈是一种珍贵的宠物，也是民族自豪感的来源。它是无数墨西哥表情包和纪念品的主题，甚至是墨西哥城的官方表情符号。
很难确切知道那里还剩下多少野生墨西哥钝口螈。赞布拉诺猜测，在他上次在 2014 年进行的调查中，总共不到 1,000 只，甚至可能不到 500 只。但他无法更具体地说明——在过去的两年里，他一直无法筹集到资金进行任何后续研究。他无法为简单的普查获得资金，这对保护工作来说不是好兆头。
赞布拉诺说，要拯救野生墨西哥钝口螈，政策制定者必须解决它的两个主要威胁。第一个是鲤鱼（Cyprinus carpio）和罗非鱼（Oreochromis niloticus）等非本地鱼类。具有讽刺意味的是，这些鱼是在 20 世纪 70 年代和 80 年代通过联合国粮食及农业组织的项目引入霍奇米尔科的，目的是为当地饮食增加更多蛋白质。赞布拉诺说，他已经绘制了墨西哥钝口螈仍然存在的区域；他设想支付当地渔民的费用，让他们持续清除这些区域的鱼类。尽管这不会清除所有的鱼类，但花费几十万美元可能会给蝾螈一个重新建立自己的窗口期。他的研究表明，墨西哥钝口螈在卵期最容易受到鲤鱼的攻击，在幼年期最容易受到罗非鱼的攻击，但研究表明，如果它们能够长大到一定尺寸，它们仍然可能茁壮成长。
第二个威胁更棘手。每当强风暴充满城市老化的污水系统时，处理设施就会将人类排泄物释放到霍奇米尔科，其中携带氨、重金属和无数其他有毒化学物质。两栖动物部分通过它们高度渗透性的皮肤呼吸，很容易受到这些常规污染排放的影响。这种动物能够完全在野外生存，这证明了它的韧性。
这些都是复杂的问题，但并非无法解决。然而，到目前为止，除了少数半心半意的外联计划和一些拍照机会外，还没有人为拯救野生墨西哥钝口螈做出任何努力。2013 年，CIBAC 为了进行一项行为研究，放生了数千只墨西哥钝口螈；其中一些幸存下来，甚至似乎在第二年进行了繁殖。这表明，如果将实验室繁殖的蝾螈饲养到一定尺寸，它们可能能够在野外茁壮成长。但生物学家警告说，这并不意味着墨西哥应该开始将它们释放到运河中。
格里菲斯说：“在能够消除威胁之前，将它们放生到野外可能意义不大。“你可能只是在通过扔出更多的鱼食来增加鱼类种群。”
当格里菲斯在 2000 年首次开始在霍奇米尔科工作时，他的计划是创建一个旨在将墨西哥钝口螈放生到野外的繁殖计划。但当他和他的墨西哥合作伙伴看到生态系统的状况时，他们很快放弃了这个想法，生态系统受到了污染，并且到处都是掠食者。将墨西哥钝口螈送去送死似乎毫无意义。成功的重新引入，例如英国的池蛙（Pelophylax lessonae）或美国的隐鳃鲵（Cryptobranchus alleganiensis），需要管理整个生态系统并与社区合作。
赞布拉诺说：“如果我们每年有 100 万美元，持续十年，我们就能拯救霍奇米尔科。与这座城市的资金支出相比，这根本不算什么。”
十月的一个下午，赞布拉诺和一群志愿者聚集在 UNAM 校园附近的池塘边，将十只实验室饲养的野生墨西哥钝口螈放生到一个受保护的池塘中。如果这些动物能够存活和繁殖，它们将来可能会成为该生物的某种基因库。两年来，赞布拉诺一直在零星地释放和追踪这里的动物，以了解它们的行为和栖息地偏好。他迄今为止的工作表明，蝾螈更喜欢相当脏的池塘而不是最原始的池塘——这再次表明，如果其他压力消除，墨西哥钝口螈可能仍然可以在霍奇米尔科茁壮成长。同样，CIBAC 正在繁殖野生型动物，以努力保护墨西哥钝口螈的遗传多样性。但大多数研究人员表示，如果墨西哥钝口螈没有合适的家园，那么无论他们做什么，它们在野外灭绝可能是不可避免的。
“如果我那样看待它，我会感到沮丧，”赞布拉诺说。“我以另一种视角看待它——我正在尽我所能阻止这种情况发生。”
本文经许可转载，并于2017 年 11 月 15 日首次发表。