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当鲨鱼早产时，海水对它们微小的身体有毒。早产的婴儿鲨鱼还无法调节血液中的盐分水平，通常会在几小时内死亡。因此，日本冲绳美丽海水族馆的研究人员想出了一个解决方案：建造一个人造子宫来模拟母鲨的子宫。
在一篇新论文中，研究人员发表于 Frontiers in Fish Science，展示了这种人造子宫可以支持中期 莫勒氏灯笼棘鲛 胚胎长达一年，约占其正常 18 个月妊娠期的三分之二。科学家们希望这一系统能帮助水族馆中的鲨鱼，并最终用于增加其他濒危鲨鱼野生种群的数量。
首席作者 Taketeru Tomita 多年来一直在研究鲨鱼和鳐鱼的繁殖，之后他加入了冲绳美丽海水族馆，并了解到那里的鲨鱼偶尔会早产。该水族馆还会接收从渔网中死亡的鲨鱼腹中的活体鲨鱼胎儿。这对卵胎生鲨鱼尤其是一个问题，它们会产下活的幼崽。与产下 坚硬的卵鞘 的卵生鲨鱼不同，活产鲨鱼在生长过程中依赖子宫的物理保护。
因此，Tomita 组建了一个由鲨鱼科学家和水族馆饲养人员组成的团队，看看他们是否能 建造 一个子宫来为早产鲨鱼争取更多时间。这个概念并非完全新颖：澳大利亚的鲨鱼研究人员曾 在人造子宫中孕育 了六只纹章地毯鲨幼崽 18 天。在他们的方法中，冲绳美丽海水族馆团队建造了一个大水箱；在里面，他们放置了几个小水箱来容纳正在发育的胚胎。水泵循环过滤的、经过紫外线消毒的模拟鲨鱼天然子宫液，并清除旧液体进行清洁和再充氧。
这个子宫的胚胎居民大部分来自当地渔民，他们有时会意外捕获怀孕的 莫勒氏灯笼棘鲛 作为兼捕，并在它们死亡后捐赠给水族馆。幸运的是，由于该物种的胚胎通过外部卵黄囊获取营养，它们可以在母亲死后存活一段时间。
尽管如此，团队早期的努力还是遇到了挑战。其中一个问题是子宫液本身——特别是如何让发育中的鲨鱼逐渐脱离它。在 第一次实验 中，团队饲养了两只晚期胚胎长达五个月，但在“出生”后不久引入海水时，它们却死亡了。
在他们的 第二次实验 中，研究人员找到了缓慢增加水箱中海水比例的方法，模仿了灯笼棘鲛在怀孕期间用海水轻轻冲洗子宫的方式。然而，团队仍然因为各种并发症损失了许多胚胎——从盐度意外升高到供氧问题，再到疑似细菌感染。30 只中有 7 只存活。
“当然，这很令人难过，但当时最重要的事情是如何解决这个问题，”Tomita 说。
在他们最近的尝试中，Tomita 和他的同事从更年轻的胚胎开始——只有大约 60 到 80 天大。最终，33 只中有 3 只存活。从人造子宫中“出生”后不久，它们享用了碎鲭鱼的生日大餐。这些鲨鱼现在是健康的成年鲨鱼，在冲绳美丽海水族馆中游弋，与同类几乎没有明显区别。
尽管扮演鲨鱼助产士的工作有时令人沮丧，但 Tomita 仍希望这些成功能转化为一种可用于更广泛患者的工具。与许多水族馆一样，冲绳美丽海水族馆也接收了从渔网和海滩获救的各种鲨鱼物种的捐赠，它们可能处于不同的怀孕阶段或具有不同的繁殖策略。未来，他们希望将这项工作扩展到灯笼棘鲛之外，尝试培育其他物种的幼崽，从而有望增加许多 濒临灭绝 的鲨鱼种群。
Tomita 说：“在我们的水族馆，就像在保护区的外部世界一样，我们无法选择接收的物种。鲨鱼的繁殖系统具有巨大的多样性，我认为我们的系统只能适用于大约一半的卵胎生鲨鱼。我们希望开发更通用的系统。”
Megan Ellis，一位前鲨鱼研究员，也是澳大利亚人造子宫项目的联合负责人，认为这将是另一项巨大的挑战。尽管她的团队的原型培育了纹章地毯鲨幼崽，但其最终目的是用于澳大利亚东部一种极度濒危的 卡氏白眼鲛，它们的恢复部分受其自身繁殖策略的限制：幼崽在子宫内相互残杀，导致 40 个胚胎到出生时只剩下两个。Ellis 说，在测试过程中进行的初步研究表明，纹章地毯鲨的子宫液与卡氏白眼鲛的子宫液完全不同。
其他鲨鱼则更加不同；例如， 大白鲨 会通过一种从子宫壁渗出的奶状液体提供额外的营养。Ellis 说：“那种子宫液和动物生长的环境将是高度物种特异性的。你也许可以为某个属设计一种液体，但我不知道是否能制作出一种‘通用’的子宫液。”
至于 Tomita，他的团队的下一个项目将专注于在整个 18 个月妊娠期内维持灯笼棘鲛胚胎。他还想让现有的系统更紧凑，以便在这么长的时期内更容易监测。Tomita 谈到最近一次试验时说：“这一年工作非常艰辛。我们没有任何周末。我们总是谈论这些鲨鱼就像我们自己的孩子一样。它们需要付出很多努力。”
本文首次发表于 Hakai Magazine，经许可在此转载。
