有“水中大熊猫”之称的它,比恐龙诞生还早

2019-10-13 14:04     来源:科技日报     作者: 江东洲 刘昊     

科技日报记者 江东洲 刘昊

最近,桂林理工大学雁山校区污水处理站内出现了一种罕见生物。经过鉴定,它是桃花水母,最早诞生于5.5亿年之前,出现时间比恐龙还早。

桃花水母是濒临灭绝的珍稀水生生物物种之一,2002年3月被正式列为世界最高级别的“极危生物”,因而又有“水中大熊猫”之称。

罕见生物被鉴定被桃花水母

桂林理工大学环境科学与工程学院教授、博士生导师张文杰介绍,桃花水母发现于桂林理工大学雁山校区污水处理站湖泊水处理系统中的深度处理池中。

该处理系统基于陶瓷微滤工艺,对校区内湖泊水进行水质改善提升。系统建成运行半年之后,2017年9月初,当时污水处理站正处于正常的运行之中,张文杰教授团队照例进行日常的水质检测。“在取样的过程中,无意间发现了类似水母的生物,但当时此生物出现的时间很短,生物量较少,并未引起注意。”张文杰教授说。

在2018年9月期间,张文杰教授团队又发现了此生物,此时生物量有所增加,引起了他们的注意,但还没来得及鉴定就消失了。今年9月初,张文杰教授团队又发现了大量的此生物,且今年存在时间较长。连续三年都在9月份出现,最终,经过上海一家基因公司对该生物的基因测序,它们被鉴定被桃花水母。

桃花水母每年6-10月的夏秋季节出现最多

桃花水母呈白色、粉色或稍带蓝、绿色的透明伞状,直径约15-25毫米,触角约20毫米长。伞状周围有螺纹串状的触手围绕其圆边(环形缘)。圆形管的直径从5至25毫米。是仅有的一种淡水生活的小型水母。生活史具有水螅型体和水母型体,但以水母型为主。

桃花水母多产于人工湖,池塘、湖泊和河流等淡水中,对水环境的要求极高,适宜其生存的水域必须无毒无害、洁净,且多呈弱酸性。桃花水母是肉食性动物,食物类群主要以0.2-2.0. nm的浮游动物为主,包括原生动物、扁虫、线虫、轮虫、环节动物、桡足类、枝角类及鱼苗等。

桃花水母常出现在温暖的水域中,温度至少为25℃,但水温不能高于32℃。生存水域的pH为6.4-8.0,以每年6-10月的夏秋季节出现最多。这是因为适宜的水温和充足的食物使其大量繁殖,往往在7-9月达到高峰,10月底或11月初后桃花水母群体数量迅速下降,此后便销声匿迹。桃花水母对日光有正向反应,喜弱光,有一定的趋光性,早、晚分布在水的上层或表层,中午光照强、水温高时则多分布于水的中下层。故在晴朗无风的早晨和傍晚时更易采到。

桃花水母具有重要的学术价值和很高的观赏价值

作为名副其实的“活化石”,桃花水母具有较高的研究价值和观赏价值。

张文杰教授表示,目前发现的唯一一种淡水水母,桃花水母以自己独特的生命形成记录着地球生命的发展历程,是生物进化历程中的关键物种,由此可见桃花水母具有重要的学术价值。同时,由于其形态优美且数目稀少,桃花水母具有很高的观赏价值,这一珍贵物种的灭绝,不但是中国物种多样化的损失,也是中国古代记载的“桃花鱼”这一文化资源的永久丧失。

对保护桃花水母的呼吁,已引起国内学术界及各方面的关注,专家们已开始研究拯救桃花水母的具体措施,试图努力来挽救这一极危物种。

中国分布有9种桃花水母

全世界100多年来只发现11种桃花水母。中国虽然种类多、分布广,但由于桃花水母生存的水体的水质被污染,自然环境遭破坏,生态失去平衡,能采到生活桃花水母的地方全国也不过二三处。

中国分布的9种桃花水母中,宜昌桃花水母和信阳桃花水母和短手桃花水母已被列入国家濒危动物红色名录最高级——极危物种,杭州桃花水母、乐山桃花水母、四川桃花水母、中华桃花水母和楚雄桃花水母等5种列入濒危级物种。

在我国,下列地区都曾先后出现过桃花水母:四川 (成都、都江堰市、攀枝花、泸州市、乐山) 、浙江 (杭州、宁波) 、湖北 (秭归、宜昌、丹江口) 、重庆、江西南昌、湖南长沙、贵州 (贵阳、遵义) 、河南 (信阳) 、陕西 (安康、宝鸡) 、安徽 (金寨、芜湖、铜陵、滁州、淮北) 、东北松花江流域、山东 (邹城、蒙阴) 、云南 (昆明、楚雄、玉溪) 、福建 (福州、厦门、福安) 、广东 (广州、韶关、河源) 、广西都安、台湾和香港特区等。

桃花水母的基因组成和物种研究在同步进行

张文杰教授表示,由于桃花水母的生存条件较为苛刻,因此,在满足如水温和pH等硬性自然条件的前提下,人类需要保证减少桃花水母生活的自然水体生态系统的干扰甚至破坏。人类生产和生活所产生的生活污水和工业废水必须处理达标后才能排放到自然水体中,保证自然水体的水质。此外,人类在发展过程中可能会改造自然水体的结构,如围湖造田、建设水坝和河流改道等都会影响桃花水母的生态环境。

自从发现桃花水母,张文杰教授团队便开始收集水质方面的大量数据,密切关注水质变化情况,并试图从大数据来解释桃花水母与水质之间的关系。经观察,桃花水母在前期刚发现时,数量较多且活跃,然后随着时间以及环境温度的变化,数量逐渐减少。另外在早上阳光较弱,桃花水母活跃在水体上层,随着光照强度增加及温度的升高,桃花水母逐渐潜入深层水体。

张文杰教授介绍,目前针对桃花水母的生存水体水质进行监控,其基因组成和物种的研究也在同步进行。相关研究成果正在发表过程中。“最早关于桃花水母的历史资料均来自于中国的古典文献,这表明这一物种极有可能最早起始于中国。”

“在长期的历史演替过程中,人类是如何与桃花水母进行和平共处?直至近代,桃花水母从消失到再次出现,是如何演绎其自身的基因密码?桃花水母在遗传学、生态环境、乃至人类健康之间的关联是我们课题组接下来重点研究的领域方向。”张文杰教授说。

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