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「疫情科普系列之二」一半是天使,一半是魔鬼
時(shí)間:2020-02-02 03:25:11來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院微生物所

沖上天際的哺乳動(dòng)物

蝙蝠是現(xiàn)有哺乳動(dòng)物中唯一可以自由飛翔的動(dòng)物,而諸如飛鼯、鼯猴、鼯鼠等哺乳動(dòng)物,他們只具有滑翔能力,如同現(xiàn)在人們進(jìn)行的翼傘運(yùn)動(dòng),都不是自主的飛行。

蝙蝠成為了繼昆蟲、翼龍、鳥類后第四類飛行的生物——翼手目。雖然在生物學(xué)分類中只是一個(gè)小分支,但是它們獨(dú)占了哺乳動(dòng)物五分之一的總量,是哺乳動(dòng)物中僅次于嚙齒目(老鼠為代表)動(dòng)物的第二大類群。

恐龍尤其是翼龍滅絕后,給哺乳動(dòng)物騰出了向空中發(fā)展的可能。蝙蝠是由遠(yuǎn)古時(shí)期的真獸類動(dòng)物進(jìn)化而來(lái)的,是適應(yīng)自然、提高生存空間和生存質(zhì)量的必然選擇。學(xué)會(huì)了飛翔的技能,蝙蝠在自然界找到了一席之地——它們聚集在罕有動(dòng)物居住的陰暗潮濕的山洞。

為了飛行,它們也進(jìn)化出了一個(gè)“高端”功能:回聲定位。通過(guò)發(fā)出高頻聲波并分析聲波碰到物體后的回聲,使得蝙蝠這個(gè)晝伏夜出的生物能夠探測(cè)到物體和獵物,這比僅僅利用視覺要高級(jí)和有效的多。

蝙蝠為了飛行也付出了很多代價(jià)。即使人類擁有翅膀也無(wú)法飛行的主要原因,就是在于空中飛行要耗費(fèi)大量的能量,是在陸地行走的3-15倍,蝙蝠為了飛行不得不提高能量代謝。

高耗能的增加,導(dǎo)致它們需要高新陳代謝率才可以為飛行提供足夠的能量。然而,新陳代謝速度和生物酶的反應(yīng)有關(guān),當(dāng)溫度越高時(shí),酶催化的速度就會(huì)越快,因此蝙蝠的體溫達(dá)到了40度之高。

病毒的散播者

至今為止,科學(xué)家從蝙蝠身上找到了4000多種病毒,其中狂犬病毒、SARS病毒、埃博拉病毒的自然宿主都是蝙蝠。這些病毒相當(dāng)于蝙蝠的“腸道微生物”。

蝙蝠之成為“病毒散播者”,很大原因就是蝙蝠的超高體溫讓病毒很難適應(yīng)而不會(huì)發(fā)病,同時(shí)作為群居動(dòng)物,病毒會(huì)隨時(shí)交叉感染,這樣一只蝙蝠就可能同時(shí)攜帶著多種病毒。

為什么蝙蝠可以和病毒共同生存?除了較高的體溫外,它還擁有著特殊的免疫系統(tǒng)。人類的免疫系統(tǒng)只在應(yīng)對(duì)感染時(shí)才開啟,而蝙蝠的干擾素(一種免疫物質(zhì))是持續(xù)激活的。

對(duì)于人和其他的哺乳動(dòng)物來(lái)說(shuō),免疫響應(yīng)持續(xù)開啟會(huì)機(jī)體造成嚴(yán)重的影響,然而蝙蝠的特殊免疫系統(tǒng)卻不會(huì)損傷組織和細(xì)胞。

另外,蝙蝠對(duì)體內(nèi)細(xì)胞的游離DNA也更加容忍。在正常的哺乳動(dòng)物的DNA都緊緊“鎖”在細(xì)胞核和線粒體內(nèi),細(xì)胞質(zhì)內(nèi)如果出現(xiàn)DNA將是一個(gè)明顯的病毒入侵信號(hào),免疫系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)用于清除這些入侵物。

而蝙蝠高強(qiáng)度的體力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的自由基在細(xì)胞內(nèi)堆積、破壞DNA,產(chǎn)生游離的DNA片段,所以在蝙蝠體內(nèi)存在少量游離的DNA片段是正常情況,長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)化發(fā)展中免系統(tǒng)就接受了這樣的情況,與此同時(shí),也接受了病毒的遺傳物質(zhì)在體內(nèi)“逗留”。

也就是說(shuō)蝙蝠身體內(nèi)的特殊的免疫系統(tǒng)讓病毒可以在身體內(nèi)和細(xì)胞“共生”。

這就是為什么蝙蝠帶毒卻不發(fā)病,通過(guò)飛行在哺乳動(dòng)物之間四處傳播病毒,一旦與人類發(fā)生接觸,便可以將致命的病毒傳播給人類。

病毒傳播“中介”——中間宿主

要知道,人類的大量傳染性疾病都是來(lái)自于動(dòng)物。新出現(xiàn)的人類傳染病中,人畜共患病的動(dòng)物源性疾病有60%,其中不少一部分是來(lái)自于野生動(dòng)物(包括蝙蝠、黑猩猩、土撥鼠等),比如鼎鼎有名的艾滋病、鼠疫、SARS、埃博拉等。但是蝙蝠這種生物的生存環(huán)境和人類生存環(huán)境相差還是很大的,一般人接觸不到蝙蝠,又何以能將病毒大量傳播給人類呢?

這就需要傳播的中間宿主了,一些和人類密切接觸的野生動(dòng)物可能就充當(dāng)著人和蝙蝠之間的“中介”,比如SARS病毒通過(guò)果子貍將病毒從蝙蝠體內(nèi)傳向人類;埃博拉病毒通過(guò)靈長(zhǎng)類動(dòng)物的血液傳遞給人;MERS(中東呼吸綜合征)病毒先傳給駱駝,再由駱駝傳給人類。

(埃博拉病毒的傳播途徑)

動(dòng)物身上或多或少都會(huì)有病原體,野生動(dòng)物和飼養(yǎng)動(dòng)物的區(qū)別是量的多少。飼養(yǎng)動(dòng)物環(huán)境比較干凈,不利于病毒傳播,所以我們應(yīng)該拒絕食用野生動(dòng)物。同時(shí)還要選擇檢疫合格的養(yǎng)殖肉制品才能夠確保安全!

除了不吃野生動(dòng)物外,也盡量不要飼養(yǎng)從野外抓來(lái)的野生動(dòng)物。同時(shí)也盡量不要接觸野生動(dòng)物可能傳播疾病的分泌物、糞便以及其他被污染的物品等。

但,蝙蝠也是重點(diǎn)研究對(duì)象

蝙蝠隱藏著哺乳動(dòng)物長(zhǎng)壽的秘訣。動(dòng)物壽命往往與其體型大小密切相關(guān),例如非洲象的壽命可達(dá)70年,而普通小鼠通常只能活一到三年,但與老鼠大小相似的蝙蝠平均壽命可以達(dá)到40年之久。長(zhǎng)壽蝙蝠的端粒不會(huì)隨著年齡的增加而縮短。

換句話說(shuō)就是:蝙蝠的細(xì)胞可以更大量地復(fù)制。研究清楚它就能破解長(zhǎng)壽的奧秘。

說(shuō)到癌變,人類的癌癥是僅次于心血管疾病的第二大致死因素,而蝙蝠恰恰又是一類具有抗癌能力的動(dòng)物。

新陳代謝快的細(xì)胞是非常容易癌變的,但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)化,蝙蝠奇跡般地?fù)碛辛薉NA自我修復(fù)的超能力,細(xì)胞雖然代謝速度快但很少轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞。

它們很可能還具有某些獨(dú)特的未知的抑癌機(jī)制,隨著研究的不斷深入,可以幫助人類開發(fā)出治愈或抑制癌癥的藥物。

對(duì)于蝙蝠還有一樣人類所沒搞清楚的,就是語(yǔ)言功能。鳥類一直是研究語(yǔ)言最主要的動(dòng)物模型,但鳥類畢竟不是哺乳動(dòng)物,與人類的差距還是有些遠(yuǎn),蝙蝠就成了最好的選擇。

目前所知道的具有聲音辨別能力的動(dòng)物不多,除大象和海豚外就是蝙蝠了。

作為聚集生存且高度社會(huì)化的蝙蝠,個(gè)體之間是需要交流的,有趣的是當(dāng)科學(xué)家嘗試翻譯它們的語(yǔ)言時(shí),發(fā)現(xiàn)它們始終在“吵架”:爭(zhēng)奪食物、爭(zhēng)奪配偶、搶奪睡覺的地方和棲息地。這將有助于人們破解語(yǔ)言的奧秘。

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