为什么这么多疾病来自蝙蝠?

为什么这么多疾病来自蝙蝠?

关于 COVID-19 疫情的起因,仍有许多不清楚的地方,但新冠病毒很可能起源于蝙蝠,然后传播给其他动物,进而传染给人类。

这并不是我们遇到的第一种来自小型飞行哺乳动物的疾病。研究人员知道,其他冠状病毒也会导致人类患上严重疾病,例如最初的 SARS 和中东呼吸综合征 (MERS),都与蝙蝠有关。最近的一项研究发现,蝙蝠和冠状病毒家族实际上已经一起进化了数百万年,尽管不同蝙蝠物种之间很少相互传播冠状病毒。

蝙蝠也是其他一些备受关注的病原体的天然宿主,例如埃博拉病毒和尼帕病毒。科学家发现,与大多数其他动物相比,蝙蝠似乎携带着特别多的可感染人类的​​病毒。

那么,蝙蝠身上到底有什么成分,导致它们携带如此多的病毒呢?研究人员已经发现了一些可能的解释——尽管这些解释都并不意味着我们应该生活在对蝙蝠的恐惧中,也不意味着它们导致了 COVID-19 的传播。蝙蝠身上携带可以感染人类的​​病毒,并不意味着它们每晚在乡间飞来飞去时会传播疾病。

芝加哥菲尔德自然历史博物馆哺乳动物馆长布鲁斯·帕特森说,蝙蝠具有一些独特的特性,可能使它们能够寄生大量病毒。这些哺乳动物“非常合群”,大部分时间都挤在一起。夏季,世界上最大的蝙蝠群落会降落在德克萨斯州的布拉肯洞穴,将超过 1500 万只墨西哥无尾蝙蝠聚集在一起。在这个洞穴中出生的幼崽可以栖息在密度高达每平方英尺 500 只蝙蝠的地方。

“我们都在学习保持社交距离,以及它对阻断病毒传播的影响——但当你的整个生理结构都涉及在这些非常……紧密的社会群体中挤在一起、互相照顾时,这很难做到,”帕特森说。“任何病原体或寄生虫都不需要很长时间就能传遍整个人群。”

帕特森说,由于这种群居生活方式,蝙蝠为了生存进化出了强大的免疫系统。这种强大的防御能力使它们能够携带病毒而不生病,或者至少比其他哺乳动物更能长时间抵御狂犬病等致命疾病。

帕特森说:“蝙蝠能够与狂犬病病毒保持距离,并且能够与病毒共存一段时间,而感染狂犬病的人类则很快就会死去。”

只有当蝙蝠在冬季冬眠以节省能量时,这种自然保护机制才会停止。这也是为什么这些小型哺乳动物在冬眠时如此容易受到导致白鼻综合症的真菌感染的原因之一。这种疾病摧毁了北美的蝙蝠种群。

除了拥有这种强大的免疫系统外,蝙蝠还是唯一具有飞行能力的哺乳动物。蝙蝠进化出的一些有助于它们在空中飞行的适应性也可能使它们能够抵抗病毒。

“飞行是最昂贵的出行方式之一;它比游泳、步行或跑步消耗的能量要多得多,”帕特森说。“蝙蝠必须非常努力才能保持在空中,而且整夜都在这样做。”

由于蝙蝠飞行时消耗大量能量,因此它们的代谢率很高。然而,当动物代谢食物并将其转化为能量时,这个过程会产生一种叫做自由基的副产品,这种副产品对我们的 DNA 有害。帕特森说,包括人类在内的动物都有办法预防或修复 DNA 损伤,而这些能力似乎在蝙蝠身上变得尤为有效,帮助它们应对快速的新陈代谢。

当病毒感染动物时,它们会侵入动物细胞,迫使它们制造更多病毒,而不是将自己的遗传密码复制到新细胞中。但病毒可能无法像劫持其他哺乳动物那样有效地劫持蝙蝠的遗传机制,因为蝙蝠拥有非常出色的 DNA 编辑和修复机制。

“蝙蝠的这种特性意味着它们拥有超长的寿命,”帕特森说。他说,住在阁楼里的一只小棕蝠可能能活 30 年或更久,而另一种体型相似的哺乳动物家鼠的寿命只有两三年。

飞行也可能让蝙蝠得到极大的锻炼,以至于它们在飞行时身体温度足以抵抗病毒。这在某种程度上类似于发烧有助于抵抗感染的方式。

所有这些因素结合在一起——它们的超级社会行为、适应快速新陈代谢和精英免疫系统——为藏匿和传播疾病创造了完美的条件。“蝙蝠身上的这些独特之处使它们能够很好地阻止病毒侵袭它们的系统,也使这些病毒在它们体内存活的时间比在其他群体中更长,”帕特森说。“这增加了蝙蝠将病毒传染给其他物种的可能性。”

蝙蝠非常具有社会性,新陈代谢快,免疫系统强。这些特点结合在一起,为疾病的传播提供了理想的环境。 BD Patterson,菲尔德博物馆

然而,格拉斯哥大学病毒生态学家纳尔杜斯·莫伦泽在一封电子邮件中告诉《大众科学》 ,在特定动物身上检测到病毒只能证明该病毒可以感染该特定物种。这并不直接意味着该物种实际上正在将病毒传播给人。事实上,他的团队发现蝙蝠并不是将传染病传播给人类的最常见动物。其他物种也同样有可能。

Mollentze 和他的同事 Daniel Streicker(同样来自格拉斯哥大学)最近创建了一个哺乳动物和鸟类中发现的病毒数据库。他们发现,与物种较少的动物群相比,物种较多的近亲动物群中存在更多与人类相关的感染病毒。换句话说:蝙蝠种类繁多,因此我们在蝙蝠身上检测到如此多的人畜共患病毒并不奇怪。

他们于4月28日在《自然科学院院刊》上报告了他们的研究工作。

“蝙蝠携带的人畜共患病毒数量确实很高,但啮齿类动物等其他物种丰富的群体也是如此,”莫伦茨说。“我们的数据显示,作为一个群体,蝙蝠传播给人类的病毒数量并不比其他同等规模的哺乳动物群体多,而且蝙蝠传播给人类的可能性也不比其他任何群体高。”

他补充说,许多蝙蝠物种都濒临灭绝,而且很少与人类接触。事实上,蝙蝠身上发现的许多疾病通常是通过其他动物传染给人类的。与蝙蝠相比,你从臭鼬或浣熊身上感染狂犬病的可能性更大,MERS 通常由单峰骆驼传播,而 2003 年的 SARS 疫情可能始于圈养的果子狸。

为了避免未来的流行病,我们必须发现哪些病毒在野生动物中传播并可能感染人类。这意味着要监测可能在病毒传播给人类的过程中发挥作用的动物,包括蝙蝠。

然而,帕特森表示,我们对这个多样化的动物群体还有很多不了解的地方。在《ZooKeys》杂志上,他和他的同事最近报道了他们发现的四种新叶鼻蝙蝠,它们与马蹄蝠科有密切的关系,新型冠状病毒可能就是从这种蝙蝠科起源的。

尽管蝙蝠会控制和传播疾病,但它们仍然是世界生态系统的重要成员,有它们比没有它们要好得多。蝙蝠经常被我们忽视,因为它们是夜行动物,而且不同种类的蝙蝠看起来非常相似。“它们并不色彩鲜艳,也没有我们可以像鸟类那样听到和识别的优美歌声,”帕特森说。“我们今天所认识的蝙蝠物种中有 25% 在 15 年前被认为是其他物种;这是一个令人震惊的数字。”

然而,我们确实知道,蝙蝠是其生态群落中极其宝贵的成员。它们吞食原本会啃食农作物的昆虫;据估计,蝙蝠每年至少可为美国农民节省 37 亿美元的害虫防治服务费用。它们旺盛的食欲还能抑制传播西尼罗河病毒等疾病的昆虫。

吸食花蜜的蝙蝠会为它们所食的植物授粉;在非洲,猴面包树主要由果蝠授粉。当蝙蝠四处飞行时,它们还会通过排出它们所吃水果的种子来帮助热带森林种植新的植被。

“所有这些都是非常重要的环境角色,我们不能因为对与[蝙蝠]有关的病毒的恐惧和担忧而忽视这一点,”帕特森说。蝙蝠面临着栖息地丧失、气候变化、白鼻综合症等疾病以及野味贸易的威胁。“它们已经因为人类活动而陷入困境,我们应该尽一切努力确保我们的行动不会进一步危及它们。”

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