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從SARS到MERS,再到新冠肺炎,為什么源頭都指向蝙蝠?

來源:中國數字科技館

  采訪專家:

  張勁碩(中國科學院動物研究所·國家動物博物館研究館員)

  張新慶(北京協和醫學院人文學院教授)

  中國人對蝙蝠并不陌生,這種似獸似鳥的動物,依靠動力飛行并喜歡夜間活動。在民間,蝙蝠被很多人稱之為“檐老鼠”,因為和“福”字同音,甚至還被當作吉祥物。博物館的很多瓷器等器物上,常見它們的身影。當然,因為它模樣奇異,也有很多人將蝙蝠看作是見不得陽光的丑惡與黑暗勢力的象征。

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▲2003 年爆發的 SARS 疫情,科學家們在對病毒溯源追蹤中發現其起源于蝙蝠中的菊頭蝠(圖片來源 / 視覺中國)

  蝙蝠和許多新發傳染病都脫不了干系。當新傳染病發生時,我們往往就會在蝙蝠身上發現相同或者相近的病原體。2003 年爆發的 SARS 疫情,科學家們在對病毒溯源追蹤中發現其起源于蝙蝠中的菊頭蝠。

  2009年美國流感流行,研究人員從中美洲的黃肩蝠體內發現了甲型流感病毒。前兩年發生的MERS,從非洲、歐洲等地的蝙蝠體內也檢測到了近源病毒。現在正在發生的新型冠狀病毒疫情,根據多個科學團隊的研究,其病毒的自然宿主最有可能的還是蝙蝠。正是它們體內的一些病毒成為人類健康的潛在威脅。

  蝙蝠有超強的 DNA 損傷修復能力

  蝙蝠是翼手目哺乳動物的統稱,作為地球上唯一進化出飛行能力的哺乳動物,蝙蝠在距今 5300萬 -3650萬年以前的始新世就已經存在。如今,與蝙蝠同時代的動物絕大多數被自然淘汰,而蝙蝠經歷各種災難之后頑強地活了下來,經過千萬年的發展,成為僅次于嚙齒類動物的第二大哺乳動物,占地球上哺乳動物的20%左右。

  位于美國得克薩斯州的布蘭肯洞穴是已知全球最大的蝙蝠洞,棲息著 2000 萬只蝙蝠。

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▲美國得克薩斯州的布蘭肯洞穴是地球上哺乳動物最稠密的家園(攝影:Karine Aigner)

  長期以來,蝙蝠的進化過程一直是個謎。2018年發表在《科學》雜志上的一項研究稱,在 5000 萬至 5200 萬年前,當植物茂盛、昆蟲種類達到歷史最高記錄之時,地球曾經歷了一次氣溫急劇上升的歷史。氣候變暖促使昆蟲大量繁殖衍生,于是蝙蝠也演化出獨特的飛行技巧和回聲定位能力,以便能捕捉到獵物。在隨后千萬年的演化大陸上,蝙蝠更是演化出了極其強悍的生存技巧。

  科學家很早就注意到一個現象,即大型動物的壽命往往比小型動物的壽命要長。動物群體中,一般體型越大的動物心跳越慢,壽命也更長,體型偏小的一般則相反。比如大象心跳每分鐘 26 次,平均壽命 60 年;而和蝙蝠同大小的老鼠心跳每分鐘 500 次以上,壽命卻只有區區 1-3 年。

  這是因為體型小的生物體散熱快,需要更高的新陳代謝速度來維持體溫。一般而言,新陳代謝越快,生物的壽命越短。

  蝙蝠卻是一個例外:飛翔時,它的心跳每分鐘可達1000 多下,需要消耗巨大的能量。然而普通蝙蝠雖然新陳代謝極快,卻擁有不合常理的 30 年超長平均壽命,部分蝙蝠壽命更是超過了40年。它們演化出了超強的 DNA 損傷修復能力,從而比個頭相似的哺乳動物壽命長得多。

  危險的“病毒庫”

  免疫反應是眾多哺乳動物的共同特征,這有助于身體抵御病毒等病原體,但是對某種病毒的過度免疫反應可能導致人類及其他哺乳動物發生嚴重的疾病。蝙蝠在進化的道路上很好地解決了這個問題。

  盡管有冬眠習性的蝙蝠在冬眠時體溫可以降到10℃以下,但蝙蝠在飛行過程中,體溫則升至 38℃ -41℃。人類在發燒免疫系統開啟時,也能夠達到38℃ -40℃甚至還要高 1℃ -2℃的溫度,但如果不馬上進行降溫處理,持續這個溫度的話,人的身體機能會受到很大傷害。

  而蝙蝠的高體溫卻是常態,這致使它們的身體擁有了獨特的“全天候”免疫系統。進化道路上發展起來的這種強悍能力,讓蝙蝠的身體成了危險的“病毒庫”,它們在高溫狀態時有的病毒會被殺死,有的病毒則經受住了考驗,導致眾多的病毒得以寄居在它們的身上。再加上蝙蝠本身是一種種類繁多、喜群居、食物譜廣泛,并且具有長時間的飛行能力能長途遷徙的物種,這類特點使其容易為病毒的進化變異提供絕佳的條件,也可能使其攜帶的病毒傳播到很遠的地方。

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▲蝙蝠身體擁有了獨特的“全天候”免疫系統,這讓蝙蝠的身體成了危險的“病毒庫”(攝影:Karine Aigner)

  蝙蝠攜帶病毒卻極少出現病癥,中國科學院武漢病毒研究所研究員周鵬試圖通過蝙蝠找出可以對抗病毒的機制。2018年2月,他作為通訊作者在《細胞·宿主與微生物》上發表研究顯示,蝙蝠體內一個被稱為“干擾素基因刺激蛋白-干擾素”的抗病毒免疫通道受到抑制,這使得蝙蝠能夠抵御疾病,卻不會引發強烈的免疫反應,這讓蝙蝠和病毒實現了共生。

  到目前為止,國內外的研究人員采用各種方法從蝙蝠體內檢測或分離到的病毒超過了 130 種,其中近一半都是人獸共患病的病毒。在蝙蝠身上可怕的病毒清單里,列出了埃博拉病毒、馬爾堡病毒、狂犬病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒等。

  消滅蝙蝠就能終結病毒?

  由于攜帶眾多危險的病毒,蝙蝠成了很多人痛恨的公敵。現在爆發新型冠狀病毒疫情,病毒源頭追溯到蝙蝠身上,又讓它們成了人類“咬牙切齒”的對象,然而消滅蝙蝠就能一勞永逸地終結病毒嗎?

  中國科學院動物研究所·國家動物博物館研究館員張勁碩博士表示,蝙蝠是哺乳動物中僅次于嚙齒目動物的第二大類群,全世界總共有近 1400 種(中國有 160 余種),遍布于各大洲,除了兩極和海洋中個別島嶼以外,無論是沙漠還是雨林,高山還是平原,處處都有它們的身影,蝙蝠已經成為地球生態系統的一部分。

  多數種類的蝙蝠是夜行性昆蟲的主要捕食者,對農林業的害蟲起到重要的控制作用。有些蝙蝠是植物授粉者、種子傳播者、森林生態系統的重建者。在熱帶和亞熱帶地區的原始森林中,大蝙蝠亞目的蝙蝠往往是關鍵種。一旦這些關鍵種數量減少,就容易導致生態系統平衡的破壞。此外蝙蝠也是食物鏈不可或缺的部分,蝙蝠集居地積累的排泄物還是一種經濟的、優質的農業肥料,“人類千萬不要妖魔化蝙蝠。” 張勁碩表示。

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▲中科院武漢病毒所的研究人員在云南昆明等地采集蝙蝠的糞便等樣品(圖片來自網絡)

  撲殺蝙蝠不是一個好主意。“消滅蝙蝠不會減少疾病的傳播,反而會增加易感蝙蝠的數量,增強疾病傳播。”據研究表明,撲殺蝙蝠可能在某種程度上增加病毒傳播,因為撲殺對象往往是獲得了免疫力的成年蝙蝠,留下了更有可能攜帶和傳播疾病的幼年蝙蝠。

  張勁碩說,現在很多蝙蝠已經是受脅物種,許多蝙蝠因為人類的原因,生存環境惡化,自身種群也受到了嚴重威脅。自然界中每一種物種的存在都是合理的,它們都是生態鏈條上的重要環節,人類不能因為蝙蝠攜帶病毒眾多就要想著消滅它們。“這種想法可以理解,但做法不可取,也不是疫情防控的有效策略。”北京協和醫學院人文學院教授張新慶表示。

  蝙蝠的存在對人類也具有重要價值。作為一種生命力極其強悍的物種,蝙蝠身上更多的秘密等著人類去破解,它們獨特的“全天候”免疫系統,未來可能為人類所用,從而更好地保護人類健康。

  人類可以與蝙蝠安全相處

  對人類而言,關鍵是學會如何與蝙蝠相處。張勁碩認為,蝙蝠與病毒有協同進化的關系,就像我們每一個人身上也都有各種病毒,這在自然界是十分正常的,并且蝙蝠這個類群是健康的,它們沒有病,攜帶病毒、細菌不等于發病。 

  只要人類不侵犯它們,一般就不會威脅自身。因為蝙蝠攜帶的病毒一般不會直接在人身上造成感染與傳播。另外,大多數蝙蝠都是夜行模式,它們通常都會選擇遠離人群的地方生活,常常在山洞中居住,對人類幾乎沒有什么威脅。

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▲人類可以與蝙蝠安全相處(攝影:Karine Aigner)

  “源自蝙蝠的病毒感染人的過程非常復雜,其中一定有變異,有中間宿主。” 張勁碩表示。許多生物的棲息地和蝙蝠是重疊的,當該地區的生物接觸過蝙蝠或蝙蝠糞便時,就有可能染病。也就是我們說的中間宿主,它們會代替蝙蝠將病毒傳播到人類之中,比如2003 年的 SARS 中間宿主就是果子貍。

  要避免源自蝙蝠的病毒的威脅,張新慶以及一些動物保護專家認為,關鍵在于禁止獵殺野生動物。因為人類大范圍的獵捕并食用野生動物,會將病毒從野生動物帶入到人類活動環境甚至人類自身上,有時就會給人類帶來災難。此外,人類還需要減少和野生動物的直接接觸。(撰文/記者 李鵬 圖文編輯 吉菁菁)

本文來自:中國數字科技館
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[責任編輯:邱馨嬋]
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