畸形蛙之谜

在美国诸多地区出现多肢青蛙，引起科学家震惊。是什么改变了它们？

１９９５年８月，美国明尼苏达州几名学生往郊外观察野生动物，他们看到青蛙在草丛中寻找蜘蛛或蚱蜢，他们不知道将会遇到１０年来科学上一个极不可思议的谜。

一名女学生捉到一只青蛙，“但它令我作呕，”她说。它看上去像断了腿。此后，学生们接二连三找到畸形蛙，蛙腿不是多了就是少了，奇形怪状令人发毛。

几乎每三只蛙便有一只是畸形。

科学家对此最初的反应是：事情也许被夸大了。明尼苏达大学遗传学家Ｒｏｂｅｒｔ　ＭｃＫｉｎｎｅｌｌ说，青蛙可能会撞断一条腿，但不会多长出一条腿。这些畸形情况确实存在。

事情引起专家关注，但还没到震惊的地步，如果畸形蛙只存在于这个个别的池塘中。

然而，消息传开后，明州８７个郡里有５４个出现同类报道，接着是其他州：密苏里、爱荷华、加利福尼亚、佛蒙特。现在，科学家们震惊了。“我们从没见过这么多畸形青蛙，而且在这么多地方同时出现，”ＭｃＫｉｎｎｅｌｌ说。

“青蛙是否在向我们发出预报，”明州污染控制局的Ｍａｒｋ　Ｇｅｒｎｅｓ说，“它在告诉我们什么？”

显然是环境的变化导致青蛙畸形，但罪魁祸首却并不明显。是海洋的变化还是天空的变化？是人为因素还是自然因素？

关键是，影响青蛙的因素会影响人类吗？

ＭｃＫｉｎｎｅｌｌ分析，“这些动物测试到我们的环境有毒，我们应该尽快找出毒素。”

青蛙自恐龙时代已经存在，它们对环境极其敏感，浸透性皮肤使它擅于“监察环境”。

青蛙在水中交配和产卵，蝌蚪在水中成长，然后水陆两栖，几乎海陆空的任何东西都会影响它们。那么，是什么发生了变化？

一个可能是臭氧层在变薄，更多的紫外线到达地球表面，这些辐射破坏了控制生长的基因。是这些变化导致了青蛙出现畸形吗？

ＭｃＫｉｎｎｅｌｌ发现，多数畸形发生在青蛙的后肢，如果是紫外线造成的问题，那它同样会改变控制背部、鼻和前肢生长的基因，“你会看到青蛙身体各部分都出现畸形。”由此他否定紫外钱是肇因的可能。

那什么是呢？

无论起因是什么，它大都会是在水里影响了蛙和蝌蚪的生长。

很多研究人员在研究另一可能性———化学物品。

水塘周围存在化学物。风可以把喷在农田里的除草剂吹进水中，植物本身也产生很多有毒物质，公路上也喷有除草剂。研究者在各地收集水土样本、寻找可能的线索，但在实验室里确定原因并不容易。Ｍａｒｋ　Ｇｅｒｎｅｓ是众多追查化学因素的研究者之一。

“市面上有大约７·７万种化学物品，数目庞大，”Ｇｅｒｎｅｓ说。这显示青蛙畸形的成因可能很复杂，导致畸形的可能不只一种化学品，可能是两种相互作用而成。“那如同大海捞针，茫无头绪。”

化学品如何会导致畸形？ＭｃＫｉｎｎｅｌｌ搜集着它们影响ＤＮＡ的证据。他怀疑化学品在水里破坏蝌蚪的染色体，改变控制生长的基因。他从畸形蛙和同一水塘的蝌蚪身上抽取体内组织作样本，和同僚一起分析了超过５０只这样的样本，寻找破坏了的染色体。

“我们在明州来的蝌蚪标本上寻找，但仍未找到，”ＭｃＫｉｎｎｅｌｌ说。他们计划用更精细的技术寻找。这位遗传学家还不想排除任何可能的原因。

有人怀疑化学品从另一方面进行了影响。奥克拉荷马州立大学的Ｊｏｈｎ　Ｂａｎｔｌｅ从有毒地点的池水和湖水中评估化学品污染的影响。他把水质样本带回实验室去养蝌蚪，如果污染是关键，那将从长成的青蛙身上一见分晓。

他果然养出了没有右前肢的青蛙。他认为，重金属、杀虫剂、燃油都是成因；有些化学品的影响可能很微小，但仍然是有影响的。

虽然很多化学品会导致畸形，但Ｂａｎｔｌｅ集中研究抑细胞羧基酸，它极可能是成因，因为它在胚胎内帮助脊椎动物四肢的形成。“如果抑细胞羧基酸太多或存在于胚胎的位置不对，导致不该活动的基因活动，就会造成生长不正常。”

但抑细胞羧基酸来自哪里呢？Ｂａｎｔｌｅ有一个怀疑：“这些合成物可能原来是杀虫剂，通过紫外线照射转变而来。”那也许是灭蚊剂，他这么想。他取来灭蚊剂样本在日光下晒了四天来求证，在含有微量灭蚊剂的水里养下青蛙卵，然后将卵子孵化等待。

７２小时后，他看到了异常畸形的胚胎————心脏几乎完全打开，肠不正常地卷曲，像螺旋形，完全没有口部。

这个实验证明灭蚊剂会严重改变青蛙卵的生长。接下来他还要研制四肢畸形的青蛙。

如果抑细胞羧基酸是成因，科学家担心问题非常严重，因为它在人类胚胎中扮演同样角色，这意味着青蛙的畸形也可能发生在人的身上。

但还没有人在野外发现类似的合成物，明州研究人员只能将它视为可能成因。这个谜仍未解开。

只有一个生物学家相信自己已解开谜团。几年前，哈特维克学院的Ｓｔａｎ　Ｓｅｓｓｉｏｎｓ的同僚在北加利福尼亚州发现了几个有畸形青蛙的池塘。“岸上和水中都有多了几条腿的青蛙，”Ｓｅｓｓｉｏｎｓ说，“我们测试水中有没有重金属和杀虫剂，结果是没有。那令我们惊讶，当时感到非常困惑，到底成因是什么呢？”

Ｓｅｓｓｉｏｎｓ很快放弃了这个研究：“我想这将是个大问题。”但后来他自认为找到了答案，他“闷极无聊”，把畸形蛙清洗、上色，在显微镜下，他看到畸形肢的底部有许多小黑点，恍然想起动物学的一门基本课———寄生虫学。

这些黑点是吸虫孢囊，它们是青蛙体内的寄生虫，早年在蜗牛体内繁殖，然后另觅新居；它们会钻入蝌蚪内卷曲成孢囊，在蝌蚪会生长四肢的部位群集。他从池塘里把蜗牛拿去化验寄生虫，推测充斥着寄生蜗牛的池塘就会产生畸形蛙。

尽管显微镜下看到了这一点，但他仍要证明寄生虫的存在会导致畸形。

“畸形蛙给我们最重要的线索，是它们的畸形非常一致。”为了证明自己的判断，Ｓｅｓｓｉｏｎｓ着手制造畸形蛙。他在蝌蚪肢足生长的部位————肢芽切开小口，把模仿吸虫孢囊的胶珠植入其中，预期这就会令肢芽分裂造成多肢。

手术结果证明了他的推断，植入胶珠的肢芽果然生出了双脚。他轻松地开了个玩笑：“寄生虫就像专为制造多腿青蛙而存在。”

但无肢青蛙又作何解释？Ｓｅｓｓｉｏｎｓ也不相信是化学品导致的。“它们的腿是被捕食者咬掉的，”他说，尽管他不知道谁是捕食者。他在肢尾找到了“被咬掉”的痕迹，那是一块突出的软骨，青蛙失去一肢就会长回一些软骨，由此可以断定腿是青蛙在成年时失去的。

他还要回答最后一个问题：如今为什么有这么多畸形蛙？Ｓｅｓｓｉｏｎｓ没有给出答案，但他相信这个疑问起码对人类健康没有威胁，“我想我带给人们的是好消息，”他说，“我们的实验表明那是自然现象。”

但他的同僚大多不同意寄生虫说，因为他并没有用真的寄生虫去制造畸形青蛙，只是用胶珠模仿它们。有人也发现了没有寄生虫的畸形青蛙。

“目前寄生虫说的证据仍不充分，”Ｇｅｒｎｅｓ评论说，“我认为不能就此确定寄生虫是成因、其他人已经无须再调查下去了。”

研究人员最担心的仍然是存在于人类周围的各种化学品，它们可能在人类完全不知道的情况下互为作用，不但影响青蛙，也影响我们。

ＭｃＫｉｎｎｅｌｌ警告说：“等到我们知道了畸形青蛙的问题所在，可能为时已晚。”

现在还没有人能解答这个谜，但显然，青蛙已给了我们不容忽视的提示。

八下生物书：

1995年，美国明尼苏达州的中学生在河流和沼泽中发现三条腿的青蛙，引起科学家的注意。后来进过调查，在美国南部、东部、中西部和加拿大都发现了畸形蛙，蛙的畸形个体达10%左右。为探究其原因。研究人员把出现畸形蛙的地区的水取来，用非洲爪蟾做实验，结果爪蟾在发育过程中也发生畸形。