在美国自然历史博物馆马克·施德尔(MarkSiddall)博士办公室的桌上，放着满满一盆水蛭(蛭纲，水蛭科，俗称蚂蟥，又称“日本医蛭”。在稻田、湖泊中常见，吸食人、畜血液。其唾液中的水蛭素能抑制凝血酶的活性，对血液起抗凝作用，是一种名贵的动物中药材——译者注)。这些水蛭，每只约1英寸长，身上布满橙色圆点花纹，在水中懒洋洋地来回游动。
有一只水蛭引起了施德尔特别的注意。它在水中做波浪式的游动，划出优美的曲线，将身体周围的水轻轻搅动，便于能摄取更多的氧气进入皮肤。“看看，这多漂亮。”施德尔说，“这是一个非常复杂的行为，能以垂直起伏的模式在水中游动的动物，除水蛭外，只有鲸和海豹。”
对施德尔(上图)来说，水蛭让他着迷，令他困扰，也使他为其感到骄傲。办公室的墙上满是水蛭的海报和照片。他有一只巨大的古时水蛭的纸质模型，模型上有一个盖子，翻开它就能看到用金银丝做成的血管和神经。实验室里也放满了盛有水蛭的罐子，这些水蛭都是他从世界上最危险的地方采集来的。施德尔认为冒险采集这些水蛭是非常值得的，因为他现在能够重建水蛭的进化史——亿万年前普通的小虫怎样演化成了复杂的吸血生物，并且扩散到整个地球。
施德尔初次见到水蛭时，不仅不喜欢，反而感到它令人作呕——他小时候在加拿大长大，有一次去树林中的池塘游泳时，水蛭吸附在他的身上。后来在多伦多大学读本科时，水蛭的生物学知识开始激起他的兴趣：他对水蛭是如何在青蛙和鱼之间传播寄生物的很感兴趣。
“在家庭谈话中可得注意，”他说，“你一定不能在感恩节的餐桌上谈论它。”那时没有人知道水蛭携带的寄生物是否可在物种之间传播，或这些寄生物被限制在最初的物种上。要找到这个问题的答案就需要知道水蛭之间是怎样发生关系的，施德尔发现的这一点是个悬而未决的问题。
在20世纪90年代末期，科学家们发展出了探索水蛭进化的新方法，即用测序来重建水蛭的进化树，就像给动物DNA测序的计算机程序一样。
施德尔1999年进入美国自然历史博物馆工作，之前，水蛭的进化问题深深困扰着他。这确是一个难题。为了画出完整的进化树，施德尔不得不千方百计地寻找进化树上所有主要分支的水蛭物种。他开始了一系列的远征，如南非、马达加斯加、法属圭亚那、玻利维亚、智利和阿根廷。
为了采集水蛭，施德尔和他的同事们脱掉鞋子，卷起裤腿，涉水入溪，有时水中还有发电鱼(能放出电流的一类鱼，如电鳐、电鳗、电鲶等)。“你不能给水蛭设陷阱，”施德尔说。“我们始终是诱饵。你可以掀开岩石，揭开树枝，不过最后有趣的‘材料’将会来到你跟前。”“把自己当成水蛭的诱饵是件赢利的事情”，施德尔说。他的研究证实，水蛭的祖先可能是生活在淡水中的小虫，吸附在鱼或甲壳类动物的表面上得以生存(鱼或甲壳类动物跟水蛭的关系最近)。这些原始的小虫，不仅其DNA与水蛭DNA的相似度超过其他任何动物，而且它们以尾巴为基础也发展出同样的吸盘(现代水蛭用尾巴来爬行)。
水蛭的进化树表明，地球上最早的陆生脊椎动物可能是水蛭最初的宿主。施德尔已经确定了早期水蛭在变为吸血生物时发生的几个重要演变。它们进化出了吸管，用吸管刺入宿主来吸血；其后，为了刺破皮肤，一些水蛭演变出了3个颚(水蛭在吸食人、畜血液前，先用3个颚嵴上的细齿在皮肤上锯出“Y”字形伤口后再吸血——译者注)。
水蛭也需要能使其宿主血液保持稀薄的化学物质，以便吸入的血液在体内不会凝结。在漫长的进化过程中，水蛭进化出了多种不同的分子来“扰乱”血液凝结的不同阶段，还有一些分子能阻止发炎(一些制药公司已经分离出这样的分子，作为抗凝血剂销售)。
研究这些细菌特别的困难，因为科学家们需要找到可供解剖的、具有较大容纳细菌的器官的水蛭。经研究发现，一些最大的水蛭是生活在河马臀部的一个种类。因此施德尔近年来又去了南非，涉入鳄鱼经常出没的河流中寻找它们。
“显然，我们不可能把河马摔倒在地，”施德尔说。他希望能吸引几只已经离开了河马的水蛭，结果失败了。幸运的是，有一次当一只河马侵袭当地居民的住宅时被射杀，在场的一名狩猎监督官从河马的臀部取出了一只水蛭送给了施德尔。
“结果证实，它容纳了一个完全独一无二的细菌世系。”施德尔说。
当原始水蛭进化出以吸血为生的机制后，它们就迁徙到了新的栖息地。施德尔的研究表明，它们最初在淡水中演变，后来移到海洋和干燥的陆地上。陆栖的水蛭逐渐变得特别习惯于跟宿主“打埋伏”，用它们敏锐的感觉来察觉二氧化碳和温度。
水蛭的头上有10个眼点可供它们探查移动中的物体。“它们的视力令人难以置信，”施德尔说。“如果在水蛭的视野范围内移动你的手，它们会循着你的动作而动。”在办公室里，正当施德尔对水蛭的言辞变得富有诗意时，摆在办公桌上的盛有水蛭的盆里爬出了一只水蛭。“噢，这家伙要逃跑，”他说，然后又把它放回盆中。
施德尔解释说，盆里的这些水蛭属于北美水蛭(Macrobdelladecora，或北美医蛭)。它们是从干燥的陆地又回到淡水中生活的水蛭世系的一部分，但是它们仍习惯于在陆地上产卵。待卵孵出后，小水蛭再回到水中生活。
近年来施德尔一直在研究北美医蛭，试图弄清楚哪些基因能揭示水蛭不同种群之间的变异。结果发现，一些种群可能实际上代表了全新的物种。2004年，美国食品与药品监督管理局(FDA)批准欧洲医蛭(Hirudomedicinalis)为一种特殊的医疗用品。
在古罗马，内科医生们曾用欧洲医蛭给病人放血以治疗一些疾病，如头痛、肥胖症。这个传统延续了2000年。在19世纪60年代，伦敦的医院一年竟然用了700万只欧洲医蛭！目前尽管内科医生已不再用水蛭给病人放血了，但是欧洲医蛭的使用一直方兴未艾。外科医生们发现，对于手指和耳朵的手术，在水蛭的帮助下病人痊愈得快：通过吮吸血液和“注射”抗凝血剂，水蛭增加了接合血管的血流量的通过。
与斯洛文尼亚的卢布尔雅那大学的彼得·托瑞恩特(PeterTrontelj)博士合作，施德尔开始收集欧洲的水蛭，并从提供地订购。当他们分析这些水蛭的DNA时，一些疑问产生了。“这种欧洲医蛭根本就不是一个种，”施德尔说，“它至少是3个种。”目前，施德尔和托瑞恩特正在设法测定这3个种的医蛭之间的差异，并期望他的发现将导致FDA制定的规则做些改变。
施德尔的合作者彼得·托瑞恩特
更重要的是，施德尔希望这项发现能将人们的注意力吸引到欧洲医蛭面临的境况上来——过度开垦和栖息地的破坏使其数量大为减少。“欧洲医蛭的真实处境可能比我们想象的要可怕得多，”施德尔说。为了了解这3个种的真实情况，施德尔计划去欧洲——在他的工作安排表上将不得不出现很多远征和探险日程。
“也有像凶恶怖蛭(Dinobdellaferox)这样的水蛭，顾名思义，即可怕、凶猛的水蛭，”施德尔说。“它生活在东方的孟加拉国，它能爬上你的鼻子，甚至能寄宿在你的喉咙里。”
施德尔知道，提出保护水蛭的想法可能会使一些人认为这是一项非常奇特的事业。同时他也认为，人们应该关心水蛭，仅仅是因为它们是水蛭。“如果没有水蛭，难道你不认为这个世界将成为一个更加寒冷、更加黑暗之地吗？”他边说边微笑着端起盛满水蛭的盆，“特别是有橙色圆点花纹的水蛭。”
水蛭又称蚂蟥，一般栖于浅水中。但在亚热带的丛林地带，还有一种旱蚂蟥常成群栖于树枝和草上。水蛭致伤是以吸盘吸附于暴露在外的人体皮肤上，并逐渐深入皮内吸血。
被咬部位常发生水肿性丘疹，无痛感。因水蛭咽部分泌液有抗凝血作用，伤口流血较多。但水蛭同时也是一种名贵的动物中药材，它的涎液有一种抗血凝物质，称为水蛭素，此外，还含有肝素、抗血检素等，可治疗中风、闭经、截瘫、心绞痛、无名肿痛、肿瘤、颈淋巴结核等疾病，水蛭素能使移植手术后静脉血管保持畅通。
在国际医学领域、水蛭的医用价值正被广泛引起重视。据报道，水蛭体内含有多种药用成份。对消除手术后引起的后遗症，防止血液过早凝固等都有重要作用，许多国家的药物学家纷纷利用水蛭开发各种药物，取得了良好的效果。目前，以水蛭为原料的药物，已投入批量生产，并广泛应用于临床。