誰能想到，人們能否喝到干凈無毒的水，竟然取決于蛤蜊公務(wù)員！
蛤蜊敲鐘｜Fat Kathy
在波蘭的首都華沙，人們?nèi)粘Ｉ钪饕蕾囉趤碜跃S斯瓦河（Vistula）的地表水。在河中央，德比茨水處理廠的科學(xué)家們時(shí)刻監(jiān)測(cè)水質(zhì)，保證居民獲取的飲用水無污染。而科學(xué)家們所用的預(yù)警系統(tǒng)之一，竟然是這些有潔癖的蛤蜊。
位于維斯瓦河上游的水泵為波蘭首都提供了數(shù)百萬升水｜Fat Kathy
有潔癖的蛤蜊
和大部分水生動(dòng)物一樣，蛤蜊的生存依賴于居住環(huán)境的水質(zhì)。
當(dāng)水質(zhì)相對(duì)干凈的時(shí)候，它們會(huì)開心地張開蚌殼，讓水流通過蚌殼。自然環(huán)境的水流里有許多微小的食物顆粒，當(dāng)水流穿過蛤蜊蚌殼的時(shí)候，蛤蜊腮絲上的纖毛就會(huì)捕捉住這些食物顆粒，并將它們運(yùn)送到蛤蜊的嘴巴里[1]。
當(dāng)水質(zhì)相對(duì)干凈的時(shí)候，蛤蜊就會(huì)張嘴從水流中覓食｜worldanimalfoundation.org
而當(dāng)水質(zhì)不干凈的時(shí)候，水里的有害物質(zhì)會(huì)傷害蛤蜊。因此，它們會(huì)選擇開啟自己的防御機(jī)制，關(guān)上自己的蚌殼，減少水流通過。不過當(dāng)蛤蜊關(guān)上蚌殼后，它們也無法進(jìn)食，長(zhǎng)此以往，可能會(huì)被餓死[2]。這種“潔癖”，讓蛤蜊們?cè)诒Ｐl(wèi)波蘭人用水的計(jì)劃里一展宏圖。
抓蛤蜊當(dāng)“公務(wù)員”
并不是所有的蛤蜊都能檢測(cè)水質(zhì)，只有生活在特別干凈的湖水或者水庫里的蛤蜊，才能擔(dān)任水質(zhì)守護(hù)神。
科學(xué)家們?cè)诟蓛舻乃虿东@蛤蜊后，把它們帶回實(shí)驗(yàn)室。到了新環(huán)境的蛤蜊，會(huì)有兩周的適應(yīng)期。在此期間，科學(xué)家們會(huì)對(duì)這些蛤蜊進(jìn)行校準(zhǔn)，確保它們可以準(zhǔn)確地檢測(cè)水質(zhì)[3]。在這個(gè)過程中，蛤蜊生活在非常干凈的水里，科學(xué)家們會(huì)觀察它們自然情況蚌殼開關(guān)的情況。一旦水質(zhì)變差，它們會(huì)迅速關(guān)上蚌殼[4]。
蛤蜊們生活在Gruba Ka?ka（Fat Kathy）泵站｜Fat Kathy
如果一只蛤蜊通過了校準(zhǔn)，科學(xué)家們會(huì)用上一種特殊的對(duì)蛤蜊無害的膠水，在它們的貝殼上粘一個(gè)帶磁鐵的線圈，再放進(jìn)水族箱。水族箱里還放著磁場(chǎng)感受器，檢測(cè)著蛤蜊的蚌殼的開關(guān)情況。
給蛤蜊粘上線圈｜Fat Kathy
8個(gè)蛤蜊組成的水質(zhì)檢測(cè)團(tuán)隊(duì)
蛤蜊也需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作。檢測(cè)水質(zhì)的水族箱里會(huì)放八只蛤蜊，如果其中的六只同時(shí)關(guān)上了蚌殼超過4分鐘，它們就會(huì)拉響水廠的警報(bào)、暫停供水。
不過，這些蛤蜊并不能告訴我們這些水究竟是被什么污染。因此，在得到警報(bào)、停止供水的同時(shí)，水廠的科學(xué)家們會(huì)迅速進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來檢測(cè)水質(zhì)的污染情況[3]。
蛤蜊公務(wù)員們｜Fat Kathy
蛤蜊結(jié)束打工之后，會(huì)變成爆炒花蛤嗎…… 不會(huì)！
為了確保這些蛤蜊不會(huì)被過度勞役，服役三個(gè)月后，它們就會(huì)被放生回它們?cè)瓉砩畹乃?/strong>，繼續(xù)野生生活。在放生它們的時(shí)候，科學(xué)家們還會(huì)在它們的貝殼上做標(biāo)記，以防它們被重復(fù)使用 [4]。
不過，人們的用水安全并不是僅僅依賴于這些蛤蜊的。和其余二十一世紀(jì)的水廠一樣，德比茨水處理廠也有其它高科技而精密的水質(zhì)檢測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)。服役的蛤蜊們，只是給人們的用水安全加多了一道保險(xiǎn) [3]。
監(jiān)測(cè)環(huán)境的打工生物們
能幫助我們監(jiān)測(cè)環(huán)境的生物并不只有蛤蜊，許多動(dòng)物、植物、甚至細(xì)菌在這個(gè)領(lǐng)域做出了貢獻(xiàn)。
礦井中的金絲雀
在電子一氧化碳探測(cè)器被廣泛應(yīng)用于煤礦勘探之前，金絲雀就為礦工的安全立下了汗馬功勞。
一氧化碳無色、無味，能迅速地取代氧氣和血紅蛋白結(jié)合，讓人缺氧昏厥甚至死亡。而和人相比，金絲雀對(duì)一氧化碳的敏感度要高得多。因此，在二十世紀(jì)，許多英國(guó)的礦工會(huì)帶著金絲雀下井勘探，一旦鳥兒們表現(xiàn)異常，就立刻撤退，在自己失去行動(dòng)能力之前成功自救 [5]。
檢測(cè)一氧化碳的金絲雀｜forbes.com
檢測(cè)污染物的植物
日本神戶大學(xué)的教授們，開發(fā)出了一種神奇的植物，來檢測(cè)那些會(huì)污染土壤、水源的有機(jī)污染物。
二惡英是大家比較熟悉的一種劇毒污染物，會(huì)損害免疫系統(tǒng)、干擾激素，導(dǎo)致生殖和發(fā)育問題。某些類二惡英多氯聯(lián)苯(PCBs)具有相似毒性，也歸在“二惡英”名下。
教授們把動(dòng)物的感受器基因克隆進(jìn)了植物里。如果植物的生存環(huán)境里有多氯聯(lián)苯，植物們就會(huì)出現(xiàn)肉眼可見的形態(tài)變化[6]，比如出現(xiàn)白化病或者根部過短等結(jié)構(gòu)異常。這種檢測(cè)方式比收集土壤樣本檢測(cè)污染物更加方便廉價(jià)。
基因改造后的植物檢測(cè)有機(jī)污染物時(shí)，生長(zhǎng)形態(tài)出現(xiàn)變化｜參考文獻(xiàn)[6]
檢測(cè)水質(zhì)的細(xì)菌
深圳市職業(yè)病防治院的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，通過生物工程技術(shù)改造過的細(xì)菌，在碰到對(duì)人類有害的二價(jià)鎘元素——Cd(II)時(shí)會(huì)變成藍(lán)紫色。用眼睛看看，就可以高效檢測(cè)水域里的鎘含量是否超標(biāo) [7]。
為環(huán)境監(jiān)測(cè)“打工”的動(dòng)植物甚至微生物還有很多很多，除了謝謝這些自然界的生命之外，我們也應(yīng)該盡量減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。沒有那么多污染，也不需要蛤蜊們來打工了！
參考文獻(xiàn)
[1]What do clams eat? http://shellfish.ifas.ufl.edu/clams_eat/home.php#:~:text=Filter%20feeding%20is%20accomplished%20by,be%20digested%20by%20the%20animal.
[2]Fat Kathy (2019). https://www.imdb.com/title/tt15563054/ available at https://vimeo.com/339428901
[3]Is Poland's tap water really protected by clams? At https://www.youtube.com/watch?v=i0RkEs3Xwf0
[4]Someone Explains How Poland Uses Clams To Control Its Water Supply And It’s Pretty Crazy. https://www.boredpanda.com/clams-measure-water-quality-poland-fat-kathy/?utm_source=google&utm_medium=organic&utm_campaign=organic
[5]The Canary In The Coal Mine Isn’t Ancient History. https://www.forbes.com/sites/kionasmith/2019/12/31/the-canary-in-the-coal-mine-isnt-ancient-history/?sh=50f8bd374393
[6]Environmental monitoring of organic pollutants using plants. https://globalplantcouncil.org/environmental-monitoring-of-organic-pollutants-using-plants/
[7]Hui, Cy., Guo, Y., Li, H. et al. Detection of environmental pollutant cadmium in water using a visual bacterial biosensor. Sci Rep 12, 6898 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-11051-9
作者：Hazel
編輯：小毛巾、麥麥
題圖來源：Fat Kathy
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