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「疫情科普系列之二」一半是天使,一半是魔鬼
時間:2020-02-02 03:25:11來源:中國科學院微生物所

沖上天際的哺乳動物

蝙蝠是現(xiàn)有哺乳動物中唯一可以自由飛翔的動物,而諸如飛鼯、鼯猴、鼯鼠等哺乳動物,他們只具有滑翔能力,如同現(xiàn)在人們進行的翼傘運動,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。雖然在生物學分類中只是一個小分支,但是它們獨占了哺乳動物五分之一的總量,是哺乳動物中僅次于嚙齒目(老鼠為代表)動物的第二大類群。

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

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

蝙蝠為了飛行也付出了很多代價。即使人類擁有翅膀也無法飛行的主要原因,就是在于空中飛行要耗費大量的能量,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有關,當溫度越高時,酶催化的速度就會越快,因此蝙蝠的體溫達到了40度之高。

病毒的散播者

至今為止,科學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而不會發(fā)病,同時作為群居動物,病毒會隨時交叉感染,這樣一只蝙蝠就可能同時攜帶著多種病毒。

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)只在應對感染時才開啟,而蝙蝠的干擾素(一種免疫物質(zhì))是持續(xù)激活的。

對于人和其他的哺乳動物來說,免疫響應持續(xù)開啟會機體造成嚴重的影響,然而蝙蝠的特殊免疫系統(tǒng)卻不會損傷組織和細胞。

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

而蝙蝠高強度的體力運動產(chǎn)生的自由基在細胞內(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,長時間的進化發(fā)展中免系統(tǒng)就接受了這樣的情況,與此同時,也接受了病毒的遺傳物質(zhì)在體內(nèi)“逗留”。

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

這就是為什么蝙蝠帶毒卻不發(fā)病,通過飛行在哺乳動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自于動物。新出現(xiàn)的人類傳染病中,人畜共患病的動物源性疾病有60%,其中不少一部分是來自于野生動物(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物可能就充當著人和蝙蝠之間的“中介”,比如SARS病毒通過果子貍將病毒從蝙蝠體內(nèi)傳向人類;埃博拉病毒通過靈長類動物的血液傳遞給人;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)

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

除了不吃野生動物外,也盡量不要飼養(yǎng)從野外抓來的野生動物。同時也盡量不要接觸野生動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,蝙蝠也是重點研究對象

蝙蝠隱藏著哺乳動物長壽的秘訣。動物壽命往往與其體型大小密切相關,例如非洲象的壽命可達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到40年之久。長壽蝙蝠的端粒不會隨著年齡的增加而縮短。

換句話說就是:蝙蝠的細胞可以更大量地復制。研究清楚它就能破解長壽的奧秘。

說到癌變,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物。

新陳代謝快的細胞是非常容易癌變的,但經(jīng)過長時間進化,蝙蝠奇跡般地擁有了DNA自我修復的超能力,細胞雖然代謝速度快但很少轉(zhuǎn)化成癌細胞。

它們很可能還具有某些獨特的未知的抑癌機制,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。

對于蝙蝠還有一樣人類所沒搞清楚的,就是語言功能。鳥類一直是研究語言最主要的動物模型,但鳥類畢竟不是哺乳動物,與人類的差距還是有些遠,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化的蝙蝠,個體之間是需要交流的,有趣的是當科學家嘗試翻譯它們的語言時,發(fā)現(xiàn)它們始終在“吵架”:爭奪食物、爭奪配偶、搶奪睡覺的地方和棲息地。這將有助于人們破解語言的奧秘。

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