吃貨能把入侵物種吃絕種嗎？這種人造「惡魔小龍蝦」不服！

知識 02-20

愚蠢的人類製造出了一種能自我克隆、繁殖極快的惡魔生物，然而一個大意，這種生物就逃逸到自然界里，逮誰滅誰，血雨腥風——這種情節曾是科幻恐怖片的最愛，然而科學家們發現，這事早在二十幾年前就已經成真了。

主角就是這隻看上去平凡無奇的小龍蝦。

能打又能生的怪胎螯蝦

1990年代中，德國寵物圈裡出現了一種新螯蝦，品種不明，起源地不明。飼主們一般根據殼紋叫它「大理石紋螯蝦」（Marmorkrebs），也有人管它叫「美國德州螯蝦」，還有些比較認真的飼主則會寫信給水產研究者，詢問這種蝦的學名。去信里往往會提到一件事，這種蝦即使一個蝦孤零零地養在缸里，也會產卵，卵也能孵出後代。

研究界就是這樣注意到這種蝦的。

德國柏林洪堡大學的動物學家格哈德·舒爾茨（Gerhard Scholtz）試著單獨養了一隻大理石紋螯蝦，她沒有配偶，沒有藏著此前交配遺留下來的精囊，但她不斷產卵，孵出後代。舒爾茨檢查發現，這些後代全部是雌性。這是已知的第一種能孤雌生殖的螯蝦！舒爾茨測了這種螯蝦的線粒體基因，發現和原產美國的龍紋螯蝦（Procambarus fallax）非常接近，可能是其近親。2003年，舒爾茨在《自然》上發表論文首次報告了這種螯蝦。在論文的最後一段，舒爾茨寫道「這種螯蝦……可能對歐洲淡水生態系統造成威脅，哪怕只放一隻到野外，就能建立起一個足以勝過本地螯蝦的種群。」

只是「歐洲」淡水生態系統？太小看蝦啦！

舒爾茨這篇論文，是大理石紋螯蝦研究的開端。科學家們很快注意到這種「神秘的孤雌生殖蝲蛄科螯蝦」，這一研究不得了，他們發現，如果要用一個詞形容大理石紋螯蝦，那就是——強到逆天。

首先，大理石紋螯蝦長得快，長得大。實驗室里同樣條件下飼養250天，大理石紋螯蝦比龍紋螯蝦長出一倍。長就意味著重，重就意味著戰鬥力和搶食力都強。

左上F圖，體長8.4厘米的大理石紋螯蝦左鉗。右上G圖，體長4.7厘米的雌性龍紋螯蝦左鉗。雖然是親戚又長得那麼像，但一看就知道誰比較能打。圖片來源：參考資料[1]

其次，大理石紋螯蝦生得多，每次產的卵平均是龍紋螯蝦的6倍，性成熟的速度還不比龍紋螯蝦慢。養上一年，一隻大理石紋螯蝦基本上就會變成幾百隻。

大理石紋螯蝦（紅線所示）和雌性龍紋螯蝦（藍線所示）對比。大理石紋螯蝦體長平均在35毫米，實驗室里甚至發現了長到了103毫米的個體（左上圖）。雌性龍紋螯蝦則平均僅有18毫米。產卵，大理石紋螯蝦每次平均能產300顆卵。雌性龍紋螯蝦平均僅50顆卵。圖片來源：參考資料[1]

此外，這貨還特別能適應環境。它能適應很大範圍內的溫度、鹽度、酸鹼度，30℃以上的溫暖水域里活蹦亂跳，冰面下的水流中也能安之若素。它們能安家於湖泊、稻田或沼澤，既吃素也吃葷，水藻腐葉、蝸牛魚卵、小蟲小魚，都在它的狩獵範圍內，實在餓了，就連木頭也吃，反正有消化纖維素的酶。

最後，大理石紋螯蝦是美國起源，天生自帶「螯蝦瘟疫」真菌（龍蝦瘟疫真菌，Aphanomyces astaci，歐洲的鰲蝦感染之後幾個星期就會死去）。這種真菌美國小龍蝦倒是比較適應，可歐洲小龍蝦不適應啊。一百多年前從美洲傳到歐洲，差點滅了歐洲的本土小龍蝦。歐洲花了好些力氣才滅了這病，歐洲小龍蝦也才喘口氣——得，這貨又帶著傳染源來了。

總而言之，在野外，大理石紋螯蝦絕對立於螯蝦界鄙視鏈上層。

事實也證明，大理石紋螯蝦的確能打，短短几年就擴散到了歐亞非三大洲的野外。如今，歐洲的德國、捷克、荷蘭、瑞典、烏克蘭、義大利、匈牙利、克羅埃西亞，非洲的馬達加斯加，亞洲的日本北海道，都發現了這種螯蝦的蹤跡。如果考慮寵物市場，形勢就更嚴峻了。美國和中國都不乏養著大理石紋螯蝦的寵物主，意味著大理石螯蝦距離這些地方的野外，也就一次放生之遙。

已知大理石紋螯蝦在野外的擴散範圍。圖片來源：marmorkrebs.org

這貨是個啥，哪來的？

研究了好幾年，其實一直都還沒給大理石紋螯蝦定種。

螯蝦定種的常用依據之一，是雄性生殖肢的形態特徵，可這新螯蝦全是雌性！這就增加了通過形態定種的難度。要說測序吧，這貨基因組還挺大。以前基因測序成本高，整個測下來實在測不起。

科學家本來是把這貨定為龍紋螯蝦里的孤雌生殖特型，不過後來把這貨跟公龍紋螯蝦放一起，發現二者能交配，最長的據說交配了一個多小時，可惜乾打雷不下雨，再怎麼交配，生出來的後代還是100%純的大理石紋螯蝦，說明大理石紋螯蝦跟龍紋螯蝦無法產生任何後代——這都「生殖隔離」了，乾脆作為獨立種吧。有人就建議把大理石紋螯蝦命名為「處女螯蝦」（Procambarus virginalis），畢竟人家孤雌生殖不用浪費時間談戀愛，一隻蝦就能創造出一整個個大又能打的螯蝦軍團，完全是螯蝦界的聖母瑪利亞加聖女貞德。

公龍紋鰲蝦（上）和大理石紋鰲蝦（下）交配，抱得挺緊，時間也不短，然而……圖片來源：參考文獻[1]

定了名字後又過了幾年，直到最近這篇新論文，德國遺傳學家弗蘭克·呂科（Frank Lyko）團隊花5年時間給大理石紋螯蝦徹底測了序，總算弄明白了這貨的來龍去脈。

研究者正在檢查高性能計算機，用於裝配小龍蝦基因組。圖片來源：Sina T?nges

首先，這貨是龍紋螯蝦的三倍體， AA"B基因型。三組染色體里有2組（A與A"）幾乎完全一樣，另一組（B）則有大量基因差異。

其次，這貨出現的時間不長於30年。即使是自我複製，時間長了也多少會出現基因突變。然而，大理石紋螯蝦不同個體的基因組實在太接近了，這意味著這個物種出現的時間太短，以至於來不及產生多少鹼基突變。呂科他們給11隻大理石紋螯蝦做了測序，其中2隻來自德國不同城市的野外，4隻來自德國各地的寵物市場，4隻來自馬達加斯加各地野外，1隻來自馬達加斯加的一個市場。然而這些天南海北的螯蝦里，任何兩隻的基因組差異最多也就4個非同義單核苷酸！大理石紋螯蝦一共276條染色體，基因組有3.5 Gb，比人類基因組還大7%。這麼大的基因組，11隻個體測下來，一共也就發現了416個單核苷酸差異，算是變異極少了。

科學家在抓大理石紋螯蝦。圖片來源：Ranja Andriantsoa

最後，呂科團隊還發現，從基因變化來看，馬達加斯加的種群應該來自德國。德國才是更早的發源地。再結合兩條信息，大理石紋螯蝦最早出現在德國，美國沒找到這種螯蝦的野生種群，研究者拼出了這樣一個故事——

二十幾年前，兩隻不同產地的美國龍紋螯蝦A與B在德國某個寵物店的水族箱里相遇，產下了愛情結晶。 A的不知是卵細胞還是精細胞出錯，不慎多保留了一組染色體，於是AB結合後就誕生了一隻AA"B三倍體螯蝦。產地不同導致A與B的基因差異較大，於是這隻三倍體螯蝦生來自帶雜種優勢，個大能生，適應各種環境，還具備了孤雌繁殖功能。於是這隻三倍體螯蝦在這個水族箱里一隻變成幾百隻，再到很多個水族箱里一隻變成幾百隻，然後被人類隨手一丟，進軍野外繼續一隻變成幾百隻……短短二十幾年，歐亞非的溪河湖泊里，處處都是當年那隻蝦的「克隆蝦」。這種蝦在德國已經多到什麼地步？呂科跟兩個同事一起去附近的湖裡收集螯蝦樣本， 3個人在一小時內徒手抓了150隻……

一般來說，自我複製是一種短期特別有效、但長期不那麼看好的演化策略。優點在於省下了談情說愛有性生殖浪費的能量，缺點一是缺少基因多樣性，容易被疾病或寄生蟲一掃而空；二是有害突變可能會不斷累積，直致積重難返，所謂「穆勒棘輪效應（Muller"s ratchet）」。不過，歷史上也有一些自我複製的物種一直繁榮興旺，比如被稱為「演化醜聞」的蛭形輪蟲，就這麼孤雌生殖自我複製了幾百萬年。大理石紋螯蝦到底是會長盛不衰還是曇花一現？只能拭目以待。

變異螯蝦能好怎？

每種入侵生物，必有人問能好怎。不少吃貨摩拳擦掌——儘管放馬過來，我能大吃一斤！

大理石紋螯蝦能吃，但算不上好吃。而且這種動物是請神容易送神難，一旦入侵，絕對不是好事。

前面說到，大理石紋螯蝦個子大，不過，這是和龍紋螯蝦對比出的結果。如果和我們常吃的小龍蝦即克氏原螯蝦相比，那麼克氏原螯蝦體長一般在5.5-12厘米左右，比大理石紋螯蝦還要大那麼一點。也就是說，這種變異螯蝦的肉，還沒有普通小龍蝦多。

馬達加斯加市場上有售賣供人食用的大理石紋小龍蝦熟食。圖片來源：Ranja Andriantsoa

現在大理石紋螯蝦在馬達加斯加已經泛濫成災，當地的窮人有時會吃這種螯蝦，作為一種廉價蛋白質。然而，這種螯蝦依然被列為「低經濟價值」。而且這種螯蝦會吃小魚，導致魚類數量下降；在稻田裡，它們會啃食水稻，導致稻穀產量下降。馬達加斯加當地就發現，這種螯蝦導致了稻穀歉收，漁獲減少，總體來說，得不償失。

更不必說這種螯蝦入侵造成的物種多樣性下降。在馬達加斯加，從2007~2017年，十年里大理石螯蝦的棲息地範圍增加了100倍，從1000平方千米變成10萬平方千米，現在「蝦口」數以百萬計，已經威脅到七種馬達加斯加的本土野生螯蝦。

馬達加斯加的「吃貨」，沒能阻擋大理石紋螯蝦擴張的腳步。

到底應該怎麼對待大理石紋螯蝦呢？

歐盟和美國的密蘇里州與田納西州已經把大理石紋螯蝦列入「禁品」。在歐盟，禁止出售、飼養、擴散或放生大理石紋螯蝦。儘管中國還沒有這樣的禁令，但如果你養著大理石紋螯蝦，千萬不要把它放生，不要露天飼養因為它可以通過陸路逃走，不要把這種螯蝦當成釣魚用活餌。

這種變異螯蝦最理想的歸宿，不是野外，不是餐桌，應該是實驗室。

它好飼養，長得快，生得多，自己一隻就能生出千軍萬馬，基因型還完全一致，簡直是理想的模式生物，可以用於研究生態、生理、發育、遺傳、表觀遺傳……另外，這種動物能複製自身，能大量增殖，能迅速擴散，完全是癌細胞翻版。事實上，已經有科學家考慮用這種螯蝦來模擬癌症，以研究抗癌策略。也許有一天，「惡魔螯蝦」帶給我們的知識，會拯救無數人類的生命。

編輯：明天

參考文獻：

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10. Marmorkrebs.org: Advancing research on marbled crayfish. (2018). Faculty.utrgv.edu. http://faculty.utrgv.edu/zen.faulkes/marmorkrebs/

11. Faulkes, Z., & profile, V. (2007). Early reports from pet owners. Marmorkrebs.blogspot.com. http://marmorkrebs.blogspot.com/2007/11/early-reports-from-pet-owners.html

12. Procambarus fallax f. virginalis (Marmorkrebs). (2018). CABI. https://www.cabi.org/isc/datasheet/110477

Paul Kirk. Aphanomyces astaci Schikora, 1906. World Register of Marine Species. 2010

來源：果殼

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