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

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！

参考文献

[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

编辑：小毛巾、麦麦

题图来源：Fat Kathy