用8只蛤蜊检测全市的饮用水质量,这靠谱吗?
谁能想到,人们能否喝到干净无毒的水,竟然取决于蛤蜊公务员!
蛤蜊敲钟|Fat Kathy
在波兰的首都华沙,人们日常生活主要依赖于来自维斯瓦河(Vistula)的地表水。在河中央,德比茨水处理厂的科学家们时刻监测水质,保证居民获取的饮用水无污染。而科学家们所用的预警系统之一,竟然是这些有洁癖的蛤蜊。
位于维斯瓦河上游的水泵为波兰首都提供了数百万升水|Fat Kathy
有洁癖的蛤蜊
和大部分水生动物一样,蛤蜊的生存依赖于居住环境的水质。
当水质相对干净的时候,它们会开心地张开蚌壳,让水流通过蚌壳。自然环境的水流里有许多微小的食物颗粒,当水流穿过蛤蜊蚌壳的时候,蛤蜊腮丝上的纤毛就会捕捉住这些食物颗粒,并将它们运送到蛤蜊的嘴巴里[1]。
当水质相对干净的时候,蛤蜊就会张嘴从水流中觅食|worldanimalfoundation.org
而当水质不干净的时候,水里的有害物质会伤害蛤蜊。因此,它们会选择开启自己的防御机制,关上自己的蚌壳,减少水流通过。不过当蛤蜊关上蚌壳后,它们也无法进食,长此以往,可能会被饿死[2]。这种“洁癖”,让蛤蜊们在保卫波兰人用水的计划里一展宏图。
抓蛤蜊当“公务员”
并不是所有的蛤蜊都能检测水质,只有生活在特别干净的湖水或者水库里的蛤蜊,才能担任水质守护神。
科学家们在干净的水域捕获蛤蜊后,把它们带回实验室。到了新环境的蛤蜊,会有两周的适应期。在此期间,科学家们会对这些蛤蜊进行校准,确保它们可以准确地检测水质[3]。在这个过程中,蛤蜊生活在非常干净的水里,科学家们会观察它们自然情况蚌壳开关的情况。一旦水质变差,它们会迅速关上蚌壳[4]。
蛤蜊们生活在Gruba Kaśka(Fat Kathy)泵站|Fat Kathy
如果一只蛤蜊通过了校准,科学家们会用上一种特殊的对蛤蜊无害的胶水,在它们的贝壳上粘一个带磁铁的线圈,再放进水族箱。水族箱里还放着磁场感受器,检测着蛤蜊的蚌壳的开关情况。
给蛤蜊粘上线圈|Fat Kathy
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不仅蛤蜊能当“公务员”,鼠鼠我呀,也是个公务员啦!
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8个蛤蜊组成的水质检测团队
蛤蜊也需要团队协作。检测水质的水族箱里会放八只蛤蜊,如果其中的六只同时关上了蚌壳超过4分钟,它们就会拉响水厂的警报、暂停供水。
不过,这些蛤蜊并不能告诉我们这些水究竟是被什么污染。因此,在得到警报、停止供水的同时,水厂的科学家们会迅速进行实验,来检测水质的污染情况[3]。
蛤蜊公务员们|Fat Kathy
蛤蜊结束打工之后,会变成爆炒花蛤吗…… 不会!
为了确保这些蛤蜊不会被过度劳役,服役三个月后,它们就会被放生回它们原来生活的水域,继续野生生活。在放生它们的时候,科学家们还会在它们的贝壳上做标记,以防它们被重复使用 [4]。
不过,人们的用水安全并不是仅仅依赖于这些蛤蜊的。和其余二十一世纪的水厂一样,德比茨水处理厂也有其它高科技而精密的水质检测和预警系统。服役的蛤蜊们,只是给人们的用水安全加多了一道保险 [3]。
监测环境的打工生物们
能帮助我们监测环境的生物并不只有蛤蜊,许多动物、植物、甚至细菌在这个领域做出了贡献。
矿井中的金丝雀
在电子一氧化碳探测器被广泛应用于煤矿勘探之前,金丝雀就为矿工的安全立下了汗马功劳。
一氧化碳无色、无味,能迅速地取代氧气和血红蛋白结合,让人缺氧昏厥甚至死亡。而和人相比,金丝雀对一氧化碳的敏感度要高得多。因此,在二十世纪,许多英国的矿工会带着金丝雀下井勘探,一旦鸟儿们表现异常,就立刻撤退,在自己失去行动能力之前成功自救 [5]。
检测一氧化碳的金丝雀|forbes.com
检测污染物的植物
日本神户大学的教授们,开发出了一种神奇的植物,来检测那些会污染土壤、水源的有机污染物。
二恶英是大家比较熟悉的一种剧毒污染物,会损害免疫系统、干扰激素,导致生殖和发育问题。某些类二恶英多氯联苯(PCBs)具有相似毒性,也归在“二恶英”名下。
教授们把动物的感受器基因克隆进了植物里。如果植物的生存环境里有多氯联苯,植物们就会出现肉眼可见的形态变化[6],比如出现白化病或者根部过短等结构异常。这种检测方式比收集土壤样本检测污染物更加方便廉价。
基因改造后的植物检测有机污染物时,生长形态出现变化|参考文献[6]
检测水质的细菌
深圳市职业病防治院的科学家们发现,通过生物工程技术改造过的细菌,在碰到对人类有害的二价镉元素——Cd(II)时会变成蓝紫色。用眼睛看看,就可以高效检测水域里的镉含量是否超标 [7]。
为环境监测“打工”的动植物甚至微生物还有很多很多,除了谢谢这些自然界的生命之外,我们也应该尽量减少对环境的负面影响。没有那么多污染,也不需要蛤蜊们来打工了!
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参考文献
作者:Hazel
编辑:小毛巾、麦麦
题图来源:Fat Kathy
本文来自果壳自然(ID:GuokrNature)
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