*早產的莫氏烏鯊本來會死掉,但在日本研究者的幫助下,它們獲得了新生。
*沖繩美麗海水族館展出人類首次用人造子宮孵育的莫氏烏鯊。
*澳大利亞學者認為不同鯊魚的子宮環境有很大的差異。日本研究者的這次成功是否能被廣泛應用在其他鯊魚,仍有待商榷。
對脆弱的早產鯊魚寶寶來說,海水是有毒的,因為早產的鯊魚寶寶還不能調節血液中的鹽含量,往往會在出生后幾小時內死亡。沖繩美麗海水族館的研究人員為此想出了一個解決方案:用人造子宮來替代鯊魚媽媽的子宮。
在發表于期刊 Frontiers in Fish Science 的一篇論文中,研究人員表明,這種人造子宮可以讓處于發育中期(具有長的外部鰓絲)的莫氏烏鯊(Etmopterus molleri,Moller’s lanternshark)胚胎存活長達 1 年(相當于其正常 18 個月妊娠期的 2/3)。研究人員希望這個人造子宮系統能幫助水族館中的鯊魚,并最終用于支持其他瀕危鯊魚物種的野生種群。
一年大的莫氏烏鯊 / 沖繩美麗海水族館
論文第一作者富田武照(Taketeru Tomita)加入沖繩美麗海水族館時,獲知水族館里的鯊魚偶爾會早產。那時他已經研究鯊魚和鰩魚的繁殖有數年時間了。水族館還接收從死于漁網的母鯊體內取出的活鯊魚寶寶。這是在胎生鯊魚中的一個特別現象:它們生下的是活的幼魚。胎生鯊魚與卵生鯊魚不同,卵生鯊魚產下的卵殼堅硬無比,而胎生鯊魚的后代則依靠子宮的物理保護度過胚胎發育階段。
于是,富田召集了鯊魚研究者和水族館的飼養員組成團隊,研究是否可以建造一個子宮,給早產鯊魚寶寶多一點時間。這個概念并不算新穎:澳大利亞的鯊魚研究人員曾在人造子宮里孵育 6 條飾妝須鯊(Orectolobus ornatus,ornate wobbegong)長達 18 天。這次,沖繩美麗海水族館團隊建造了一個大型水箱,在里面放置了幾個較小的水箱,用來容納正在發育的胚胎。通過水泵循環著經過過濾和紫外消毒的液體來模仿鯊魚的天然子宮液,舊的液體被抽出進行清洗和重新充氧。
在人造子宮里生長的莫氏烏鯊 / 沖繩美麗海水族館
人造子宮里的“居住者”主要由當地漁民送來,他們有時在兼捕漁獲物中發現懷孕的莫氏烏鯊。如果在捕獲過程中鯊魚死亡,漁民就會把它們送給水族館。幸運的是,莫氏烏鯊的胚胎可以從外部卵黃囊獲取營養,因此它們可以在母體死后再存活較短的一段時間。
盡管如此,研究團隊的早期工作還是遇到了不少挑戰。其中之一就是子宮液本身,確切地說,是如何讓鯊魚寶寶“斷奶”。在初次實驗中,研究人員將兩個晚期胚胎孵育了 5 個月,但鯊魚寶寶出生后被移至海水很快就死去了。在第二次實驗中,研究人員采用了逐步增大水箱中海水比例的方法,模擬莫氏烏鯊孕期海水緩緩進入子宮。然而,他們還是因為各種意外(鹽度升高、供氧出現問題、細菌感染等等)而損失了許多鯊魚胚胎。30 個胚胎中只有 7 個存活了下來。
富田說:“這當然令人難過,但每當這時,更重要的是如何解決問題?!?/p>
在他們最近的實驗中,富田和同事們使用了手頭最幼小的胚胎——只有 60~80 天大。最終,33 個胚胎中有 3 個存活了下來。從人造子宮“出生”后不久,它們就享受了一頓鯖魚碎肉作為“生日大餐”。現在,這 3 條鯊魚已經是健康的成魚了,它們在沖繩美麗海水族館里游來游去,與它們的同類沒什么明顯區別。
盡管從事“鯊魚助產士”的工作有時很辛苦,但富田希望這次成功的經驗能被應用在更多魚類。與許多水族館一樣,沖繩美麗海水族館也會收到人們從漁網和海灘上救起的多種鯊魚。這些鯊魚可能處于不同的生長階段,或者有不同的繁殖方式。富田和同事們希望今后人造子宮這種方法不會局限于莫氏烏鯊,還能用在其他鯊魚物種,拯救瀕臨滅絕的鯊魚。
富田說:“就像在外部世界進行的保護工作一樣,在水族館里,我們不能只從被送來的鯊魚中挑選某些物種來保護。鯊魚的生殖系統具有很高的多樣性。我估計目前這種人造子宮系統只能適用于大約 1/2 的胎生鯊魚種類。我們想開發出更通用的人造子宮系統。”
可是事情沒有看上去那么簡單,因為有研究者對此持不同觀點——
梅根·埃利斯(Megan Ellis)曾是一名鯊魚研究者,也是澳大利亞鯊魚人造子宮項目的負責人之一,她將提高鯊魚人造子宮的通用性視為一項巨大的挑戰。錐齒鯊(Carcharias taurus,greynurse shark)是澳大利亞東部的一種極危物種,其種群恢復在一定程度上受到自身繁殖策略的限制:幼鯊在母體子宮內會互相吞噬,到出生時,原本 40 個胚胎可能減少到僅 2 個。埃利斯說,他們在初期實驗過程中發現,飾妝須鯊的子宮液與錐齒鯊的完全不同。其他鯊魚在這方面的區別更大。例如,大白鯊通過從子宮壁滲出的類似牛奶的液體為幼鯊提供額外的營養。埃利斯說:“子宮液和鯊魚的發育環境具有很強的物種特異性。你或許可以制作出對一個屬的鯊魚有效的子宮液,但我不確定你能否制作出所有胎生鯊魚通用的子宮液?!?/p>
富田團隊的下一個項目的目標是在莫氏烏鯊的 18個月妊娠期都能通過體外人造子宮維持胚胎發育。他還希望讓已有系統變得更加簡化,以便于長期監測。“一年的工作非常辛苦,我們沒有周末?!备惶镎劦阶罱膶嶒灂r說,“這些鯊魚就像我們的孩子,它們需要我們付出很多。”
本文翻譯自Hakai Magazine網站文章“Scientists Built an Artificial Shark Uterus”(點擊“閱讀原文”查看)。原文作者:Claudia Geib。譯者:周澤華。翻譯僅供交流研究之用。
作者簡介PROFILE
周澤華
MSU在讀
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