中國水產門戶網報道生于上饒的美籍華人科學家李偉明成功合成新化合物

　　核心提示：上個世紀20年代初，世界最大淡水湖群——五大湖之間的屏障因運河的開通而消除，隨后又三次改造與拓寬，最后一次發生于1932年。10年后，湖中出現怪事，大量魚類數量突然大幅度下降，一度瀕臨滅絕，令人吃驚。經研究觀測發現，殺手就是七鰓鰻。
　 
　　半個多世紀以來，人們通常向湖中投放大量的藥劑，殺死湖底的七鰓鰻幼體，以達到控制七鰓鰻的目的，但效果并不顯著，同時成本太高、環境污染嚴重。科學家們試圖找到一種更有效且環保的方法，提取一種化合物，誘捕雌魚，但是一直沒有成功。

　　江西上饒人、美國密歇根州立大學終身教授李偉明多年來不懈地在尋找著這種化合物，終于獲得成功，破解根除五大湖魚類突然消失“殺手”難題。同時該成果還具有開創性的意義：改變以往科學界所認為的，性外激素長距離通訊只存在于低等動物之中，魚類等高等脊椎動物不存在，李偉明的實驗證明，這種通訊也存在于高等動物之中。他的成果于2002年在《科學》雜志發表。之后，美國的CNN、歐洲、日本多家媒體對此進行了報道。目前，這個化合物已經成功人工合成，未來5至10年可望投入實踐。

　　起因：

　　大量魚類突然“蒸發”

　　五大湖是世界最大的淡水湖群，位于美國和加拿大接壤處，安大略湖離大西洋最近，往西依次為伊 利 湖、休倫湖、密歇根湖、蘇必利爾湖，蘇必利爾湖是世界上最大的淡水湖。地形是自安大略湖到蘇必利爾湖成梯形上升，湖水通常由蘇必利爾湖向東，從尼加拉大瀑布瀉入安大略湖，再由河流注入大西洋。

　　為了交通的便利，社會經濟的交流，上個世紀20年代初，湖與湖間開鑿了數條運河，五大湖之間的屏障消除，隨后，又經過三次拓寬與改造，致使大西洋魚類能繞過大瀑布進入所有的五大湖。十多年后，人們發現，原本湖中大量的魚種如湖鱒、白魚等快速“蒸發”，數量急劇下降，一度瀕臨滅絕。是什么導致了這些魚類的“蒸發”？

　　探因：

　　“殺手”七鰓鰻浮現

　　經過科學家的研究與觀測發現，五大湖中的1米余長、重達數十公斤的湖鱒等魚類的滅絕與海七鰓鰻有關，湖中大部分死亡的湖鱒都有同一個特點：腹部或背部有吸盤印記，這是七鰓鰻留下的烙印，因此蒸發成因也迎刃而解。

　　七鰓鰻被譽為水中吸血鬼，外形與蛇、黃鱔相似，是一種長約1米的寄生魚類，性情兇猛，嘴部帶有吸盤，覓食時象螞蝗一樣吸附于其他魚體，然后用吸盤內口兩側的角質齒和舌上的角質齒銼破魚體，吸食其血和肉。有時，被吸食之魚最后只剩下一副骨架。七鰓鰻原產于大西洋，運河的開通為他們侵入五大湖創造了條件。

　　第一次在五大湖中發現七鰓鰻的最早記錄可追溯到1835年安大略湖(與大西洋一直相通)。隨后，1921年在伊 利 湖、1932年在休倫湖、1936年密歇根湖 、1947年在蘇必利爾湖陸續發現這種魚。

　　現狀：

　　捕殺“殺手”迫在眉睫

　　因為七鰓鰻的到來，導致了大量的湖鱒等魚類的死亡，打破了五大湖原有的生態平衡，每年造成價值數十億美元的漁業與旅游業的損失。

　　為重新恢復或者重建五大湖生態平衡，上世紀中期，美國和加拿大政府采取多項措施，其中包括尋找捕殺海七鰓鰻的方法。

　　研究人員曾研制了一種名叫lampricide的藥物，用直升飛機投放湖中，專門用于消滅沉于湖底的海七鰓鰻幼體。但是lampricide是一種化學藥劑，大量投放遭到環保組織的極力反對，且湖面太大，投放成本高，且對成年的七鰓鰻無可奈何。所以，尋求一種經濟的捕殺方式顯得尤為重要。

　　上世紀70年代，科學界發現，雄七鰓鰻通常體內會釋放一種化合物，雌體通過嗅覺能夠找到數公里之外的雄七鰓鰻。

　　科學界同時發現，捕殺雄七鰓鰻是徒勞的，一只雄七鰓鰻可以釋放大量的精子。雌七鰓鰻產卵是有限的，捕殺雌七鰓鰻才能真正地達到控制種群繁殖的目的。

　　是否可以提取這種化合物？然后投放到湖中，將雌七鰓鰻引誘到有限的范圍內，然后集體誘捕？這樣也可避免化學藥劑的使用對環境造成的污染，也可避免散殺治標不治本的缺陷。

　　但是，雄七鰓鰻釋放的吸引異的化合物到底是什么？

　　進展：

　　尋找化合物是關鍵

　　隨后，科學界一直在尋找這種化合物，但是始終沒能從魚的體內提取這種化合物。科學家通常的做法是，將雄七鰓鰻的所有化合物提取，然后加以鑒定試圖找到這種化合物，工程量非常大，最終因為缺乏對比導致尋找以失敗告終。

　　1997年供職于密歇根州立大學的李偉明，出于興趣和挑戰科學難題的信念，渴望發現這種化合物，揭開動物通訊的機制、能力與進化的秘密，所以他選擇了這項研究課題。

　　李偉明告訴記者，主意比研究的技術更重要，在后來的研究中，李偉明的實驗設備比以往的研究沒有更好，但成功了。這很大部分歸功于他的主意與思路：不是提取所有化合物，而是先測試七鰓鰻在發情時與未發情時的兩種狀態下分泌的化合物，然后加以比較，找出只有發情雄才能分泌的化合物，這個化合物可以假定為具有性外激素功能。

　　突破：

　　化解半個世紀的困惑

　　經過兩年的實驗，李偉明與合作者終于找到并鑒定了那種化合物。首先檢測到提取的化合物具有性外激素作用的是他的一個研究生。李偉明說，一天早晨，他的學生利用野生動物保護組織實驗室的水池，當把提取的化合物投入到幾十平方米的水池時，雌七鰓鰻一個“箭步”游向投放點。

　　實驗環境下的情景是否在自然的環境下也同樣會出現呢？那天傍晚，李偉明和他的研究生偷偷地來到密歇根湖旁的河流，當放入少量的化合物后，雌七鰓鰻馬上從四面八方游來，這宣告了實驗的成功！不過他告訴記者，他們是偷偷摸摸地投放的，如果被人發現，肯定會被重重罰款。因為政府明文規定，禁止研究人員私自在自然狀態下實驗。

　　通過河邊實驗，李偉明也發現，游來的雌七鰓鰻并不能非常準確地定位，只能精確到化合物為圓心的幾米范圍，為何不能像瞄準靶心一樣立刻找到具體的投放點？李偉明認為，一定還有其他的化合物在干擾雌七鰓鰻，只有找到其他幫助準確定位的化合物，才能有助于雌七鰓鰻瞄準“靶心”。

　　其他干擾化合物到底是什么？幾年來李偉明一直在不舍地追尋著。經過幾年的摸索，李偉明找到越來越多的具有性外激素功能的化合物，雌七鰓鰻定位也越來越準確。目前，他正逐漸地把重點放在研究如何用性外激素捕殺雌七鰓鰻上。

　　轟動：

　　論文在《科學》發表

　　之后，李偉明與合作者完成論文，并投稿《科學》雜志，美國的《科學》與英國的《自然》雜志被譽為世界頂尖級原創的科學期刊的代表。

　　2002年4月的《科學》雜志正式刊用該文，論文的標題為《雄七鰓鰻分泌的膽酸是一種性外激素》，論文發表不久，美國的CNN、歐洲、亞洲等多家媒體進行了專題報道。

　　李偉明，以往的科學界認為，長距離的性外激素通訊一般只存在于低級動物之中，脊椎類動物等高等動物不存在，但是他的實驗證明，脊椎動物也同樣能使用性外激素長距離通訊，這篇文章他改變了以往的觀念，所以被科學雜志采用。更重要的是，這項成果能夠真正地達到控制七腮鰻的現實目的。誘捕七鰓鰻，將成為日后誘捕“害群”物種的范例。

　　由于他的研究成果顯著，得到越來越多基金會及其同行的認同。對于利用性外激素誘捕，美國環保局表示贊賞，已批準同意該項成果投放于部分湖泊。但是在大面積使用前，李偉明表示，必須對準投放區域進行觀測，證明投放完全是有效、經濟、環保的。

　　展望：

　　5至10年內實施誘捕

　　1994年明尼蘇達大學獲得博士學位后，李偉明本來不想在科研界工作，事情的發展往往陰錯陽差。1997年夏天，科學雜志刊登了一則密歇根州立大學招聘教授的廣告，在家人與朋友的“壓迫”下，李偉明前往應聘，不久，他接到錄用的通知，成為該校的終身教授。

　　開辦實驗室就像辦公司，自1997年，他開始寫課題計劃，向各大基金會申請資助。這些年來資助他的組織包括美國自然科學基金、五大湖漁業委員會、美國健康研究院、美國能源部、加拿大科學基金會等，尤其是美國環保局允許將人工合成的脊椎動物性外激素在天然水體中做實驗還是頭一次。目前，各大基金給予他的資助在5000萬人民幣左右。

　　發現更多的化合物，以使得魚能夠借助這些化合物準確尋找同伴，這項研究將一直持續到2010年。同時，他也將提取的化合物進行人工合成，然后投放應用美國環保局指定的湖泊中，誘捕雌七鰓鰻，這也是他目前工作的重點。他與他1998年第一個的博士后，直到現在的4個博士后、3個博士、2個碩士都一直為此努力著。

　　正是該項研究具有很強的現實意義，所以，自始至終都沒有遇到資金短缺的問題，他笑著告訴記者，研究經費他從來沒有擔心過，該研究已耗資近5000萬人民幣。他對這項成果充滿了信心，他預計5年至10年內將會投入實踐。


                                    南方漁網編輯：黃倩