用8只蛤蜊檢測全市的飲用水質(zhì)量，這靠譜嗎？

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家們時刻監(jiān)測水質(zhì)，保證居民獲取的飲用水無污染。而科學家們所用的預警系統(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

和大部分水生動物一樣，蛤蜊的生存依賴于居住環(huán)境的水質(zhì)。

當水質(zhì)相對干凈的時候，它們會開心地張開蚌殼，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，當水流穿過蛤蜊蚌殼的時候，蛤蜊腮絲上的纖毛就會捕捉住這些食物顆粒，并將它們運送到蛤蜊的嘴巴里[1]。

當水質(zhì)相對干凈的時候，蛤蜊就會張嘴從水流中覓食｜worldanimalfoundation.org

而當水質(zhì)不干凈的時候，水里的有害物質(zhì)會傷害蛤蜊。因此，它們會選擇開啟自己的防御機制，關上自己的蚌殼，減少水流通過。不過當蛤蜊關上蚌殼后，它們也無法進食，長此以往，可能會被餓死[2]。這種“潔癖”，讓蛤蜊們在保衛(wèi)波蘭人用水的計劃里一展宏圖。

抓蛤蜊當“公務員”

并不是所有的蛤蜊都能檢測水質(zhì)，只有生活在特別干凈的湖水或者水庫里的蛤蜊，才能擔任水質(zhì)守護神。

科學家們在干凈的水域捕獲蛤蜊后，把它們帶回實驗室。到了新環(huán)境的蛤蜊，會有兩周的適應期。在此期間，科學家們會對這些蛤蜊進行校準，確保它們可以準確地檢測水質(zhì)[3]。在這個過程中，蛤蜊生活在非常干凈的水里，科學家們會觀察它們自然情況蚌殼開關的情況。一旦水質(zhì)變差，它們會迅速關上蚌殼[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，科學家們會用上一種特殊的對蛤蜊無害的膠水，在它們的貝殼上粘一個帶磁鐵的線圈，再放進水族箱。水族箱里還放著磁場感受器，檢測著蛤蜊的蚌殼的開關情況。

給蛤蜊粘上線圈｜Fat Kathy

8個蛤蜊組成的水質(zhì)檢測團隊

蛤蜊也需要團隊協(xié)作。檢測水質(zhì)的水族箱里會放八只蛤蜊，如果其中的六只同時關上了蚌殼超過4分鐘，它們就會拉響水廠的警報、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、停止供水的同時，水廠的科學家們會迅速進行實驗，來檢測水質(zhì)的污染情況[3]。

蛤蜊公務員們｜Fat Kathy

蛤蜊結束打工之后，會變成爆炒花蛤嗎…… 不會！

為了確保這些蛤蜊不會被過度勞役，服役三個月后，它們就會被放生回它們原來生活的水域，繼續(xù)野生生活。在放生它們的時候，科學家們還會在它們的貝殼上做標記，以防它們被重復使用 [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)檢測和預警系統(tǒng)。服役的蛤蜊們，只是給人們的用水安全加多了一道保險 [3]。

監(jiān)測環(huán)境的打工生物們

能幫助我們監(jiān)測環(huán)境的生物并不只有蛤蜊，許多動物、植物、甚至細菌在這個領域做出了貢獻。

礦井中的金絲雀

在電子一氧化碳探測器被廣泛應用于煤礦勘探之前，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合，讓人缺氧昏厥甚至死亡。而和人相比，金絲雀對一氧化碳的敏感度要高得多。因此，在二十世紀，許多英國的礦工會帶著金絲雀下井勘探，一旦鳥兒們表現(xiàn)異常，就立刻撤退，在自己失去行動能力之前成功自救 [5]。

檢測一氧化碳的金絲雀｜forbes.com

檢測污染物的植物

日本神戶大學的教授們，開發(fā)出了一種神奇的植物，來檢測那些會污染土壤、水源的有機污染物。

二惡英是大家比較熟悉的一種劇毒污染物，會損害免疫系統(tǒng)、干擾激素，導致生殖和發(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。

教授們把動物的感受器基因克隆進了植物里。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構異常。這種檢測方式比收集土壤樣本檢測污染物更加方便廉價。

基因改造后的植物檢測有機污染物時，生長形態(tài)出現(xiàn)變化｜參考文獻[6]

檢測水質(zhì)的細菌

深圳市職業(yè)病防治院的科學家們發(fā)現(xiàn)，通過生物工程技術改造過的細菌，在碰到對人類有害的二價鎘元素——Cd(II)時會變成藍紫色。用眼睛看看，就可以高效檢測水域里的鎘含量是否超標 [7]。

為環(huán)境監(jiān)測“打工”的動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，我們也應該盡量減少對環(huán)境的負面影響。沒有那么多污染，也不需要蛤蜊們來打工了！

參考文獻

[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