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携带多种致命病毒 蝙蝠为何能活的很好

来源:科普中国 作者:李宁 晏志鹏 发布时间:2020-05-12 15:32:39 浏览次数: 【字体:

1998年和1999年,一些蝙蝠体内的尼帕病毒感染了部分生猪(中间宿主),进而感染了养猪的农户,最终导致马来西亚和新加坡上百人被病毒感染。

2002年,源自菊头蝠的SARS病毒感染了果子狸等野生动物,随着这些“野味”被端上餐桌,SARS疫情开始在全球蔓延。

2019年底爆发的新冠状病毒,很大的可能也是由蝙蝠通过中间宿主感染了人类。

蝙蝠究竟是怎样一种动物,为什么它能携带如此恐怖的病毒?

图片来源:Veer图库

蝙蝠:自然活体病毒库

蝙蝠的生活环境阴暗、拥挤、闷热、潮湿,堪称病毒滋生的完美温床。它们栖息的山洞洞顶每平方米可以聚集多达1800只成年蝙蝠和超过5000只的幼年蝙蝠,洞底则堆积着蝙蝠的代谢废渣和部分蝙蝠的尸体。可以说这里有病毒滋生和快速增殖所需要的一切条件。

山洞中的蝙蝠图片来源:Veer图库

实际上,蝙蝠堪称“大自然活体病毒库”,携带着很多令人闻之色变的病毒:狂犬病病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒、重症急性呼吸综合征(SARS)病毒、中东呼吸综合征(MERS,也被称为“新SARS”)病毒,埃博拉病毒,等等。

蝙蝠携带这么多致命病毒,为什么自己没事?

作为如此多致命病毒的原始宿主,蝙蝠是如何确保自己安然无恙的呢?

有人认为是蝙蝠较高的体温有效抑制了病毒的活性。的确,蝙蝠在飞行时代谢水平很高,消耗的能量是其他同体型哺乳动物的3倍。受此影响,其体温在飞行时也会急剧升高。长期的进化使蝙蝠耐受的体温变化范围很大(-7.5℃— 48.5℃)。更高的体温抑制了病毒的活性,甚至能杀死病毒。

但较高的体温并不是蝙蝠能携带多种致命病毒却能安然无恙的唯一原因。随着研究的深入,人们发现蝙蝠活动的时间可能仅占其生命的1/15 — 1/20,其余的时间都在睡眠。睡眠状态下的蝙蝠代谢水平较低、体温也并不高,但是蝙蝠依旧可以保持健康。很显然,除了较高的体温之外,蝙蝠应该还有其他“高招”对付病毒。

这个“高招”就是蝙蝠的免疫系统。在高等生物中,遗传物质DNA通常被局限在细胞核和线粒体中。而在细胞质中发现的任何DNA,要么源自受损的细胞核或线粒体,要么源自入侵的细菌或DNA病毒。这就意味着一旦细胞质中存在DNA,机体就要启动“防御措施”了。机体中响应这一信号的物质是“干扰素刺激蛋白(STING)”。一旦在细胞质中“发现”DNA,STING会立即触发合成干扰素,进而启动免疫反应清除病毒。

然而,免疫系统过度被激活则会造成新的问题,很多病毒之所以对人类产生致命影响,是因为感染引发了过激的干扰素和炎症因子反应。这种免疫系统过度被激活被称为“炎症因子风暴”。“炎症因子风暴”可能导致器官功能衰竭,最终威胁生命。

蝙蝠飞行伴随消耗大量能量,期间会有线粒体中的DNA作为副产物释放到细胞质中。如果像人类一样、启动过激的免疫反应,则飞行对于蝙蝠而言无异于自杀。但研究发现,蝙蝠的STING基因序列存在突变,使得其促进干扰素生成的作用被大幅降低。因此无论是线粒体受损还是病毒入侵,蝙蝠都不会出现过激的免疫反应,一切依然“有条不紊”、“井然有序”。

此外,蝙蝠还能有效避免对抗病毒的过程对机体造成过大损伤。蝙蝠的免疫系统快速响应病原体入侵的同时,会释放抑炎因子,这能有效控制过激炎症反应。实验表明,人、小鼠、和蝙蝠同样受到甲型流感病毒、MERS病毒的感染时,蝙蝠的炎症明显更为轻微。有研究者称:“蝙蝠最擅长解决它们不断发炎的问题。”

但是千万不要认为,蝙蝠的免疫系统由于缺乏干扰素激活而形同虚设。恰恰相反,蝙蝠的免疫系统时时处于“高度戒备”状态。

对于人类而言,身体往往是感觉到病毒入侵后才合成干扰素,免疫系统也随之进入活跃状态。一旦病毒趁着免疫系统尚未完全激活就“大举入侵”,很可能导致病情的急剧恶化,甚至致命。而蝙蝠的体内始终存在干扰素,其免疫系统是一直处于活跃状态的。STING蛋白的变异只是避免蝙蝠体内生成过多干扰素,防止过激免疫反应。

依靠“随时戒备”、“调控得当”的免疫系统,蝙蝠有效的遏制了病毒在体内泛滥,同时还成功的避免了自己在对抗病毒过程中承受伤害。与其说蝙蝠“百毒不侵”,倒不如说它进化出了和病毒共处的能力。

而能在蝙蝠体内立足的病毒,经过了蝙蝠免疫系统“地狱式特训”,都可谓是病毒中的“生存专家”。麻烦的是,由于蝙蝠与人类同属哺乳动物,存在较近的亲缘关系,这使得人类很容易被源自蝙蝠的病毒感染。

蝙蝠对人类这么危险,要不要将它们全消灭?

一接触就感染,一感染就难以控制。那么,是否可以说蝙蝠严重威胁了人类的生存?是否应当像“除四害”一样大量消灭蝙蝠以确保人类的安全呢?

在又一次的挥动屠刀之前,大家不妨先考虑一下,上一次看到蝙蝠是什么时候?在哪里?

想不起来很正常,因为绝大多数情况下,大家的生活是几乎不会被蝙蝠打扰的。蝙蝠只是在自己的那片天地中以颇有些特立独行的方式生活着。但人类近乎无休止的扩张,什么时候会因为其他动物的缘故而稍作停留?随着旧时的栖息地被破坏,蝙蝠的生存空间在迫不得已的情况下开始与人类有了越来越多的交集。尽管如此,一般昼伏夜出的它们很多时候也都是游离在人类的视野之外。要不是席卷澳大利亚的这场大火,昆士兰的居民甚至可能不会意识到,在城镇以外除了考拉和袋鼠,还有数以十万计的蝙蝠无家可归。

另一方面,我们不可能消灭它们。论进化历史,蝙蝠在地球上已经存在了5000万年;论分布区域,除了南北极区域外,全球各地甚至包括沙漠中都可以见到蝙蝠的踪影;论个体数量,蝙蝠甚至超过了老鼠,而我们连老鼠都消灭不了,又哪来的底气奢谈什么“消灭蝙蝠”之类的“豪言壮语”?

图片来源:Veer图库

更何况,作为哺乳动物中的第二大类群,蝙蝠本身也在整个生态系统中扮演着举足轻重的角色,很多时候还能给人类带来巨大的收益。号称“果中之王”的榴莲,酿造墨西哥国酒“Tequila”的原料龙舌兰,在生态系统中举足轻重、被称作“非洲生命树”的猴面包树,这些植物的授粉都需要依靠蝙蝠来完成。蝙蝠的迁徙还将植物的种子带到世界各地,为区域物种多样性做出了突出贡献。这方面蝙蝠起到的作用甚至比鸟类还要显著得多。很多蝙蝠还是捕捉害虫的好手。没有它们帮忙,仅美国一个国家每年就要多花费220亿美元用于杀虫。

除此之外,基于保护生物基因多样性的目的,我们也不应该将其“赶尽杀绝”。人类从来都不应该、也完全不可能成为自然的征服者。总有人不愿意承认这一点,而诲人不倦的大自然则只好一次又一次的用自己的方式让人类为自己的傲慢付出代价。

对自然多一点敬畏,给彼此多一点距离。这绝对不是在拯救世界,或许充其量只是人类的自救罢了。毕竟,地球从来都不仅仅是为了适应人类生存而存在的。

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