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关于蝙蝠的数种误解,及“活体病毒库”的成长之路 精选

已有 3730 次阅读 2018-1-11 23:46 |系统分类:科普集锦

暗藏百种杀人病毒的蝙蝠,从未痴迷吸食人血、也并非雷达的原型

因为谐音,在中国蝙蝠入家门被认为是“福到”。

但在西方传说中,蝙蝠却是邪魅恶狠的代名词。

它成了吸血鬼、恶龙的化身,在近百年的文化作品中友情出演各式大小反派。

蝙蝠昼伏夜出的习性正是造成这种认知差异的主要原因。

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五蝠捧寿

白昼翱翔的白鸟羽翼,正好与午夜潜行的蝙蝠黑翅形成强烈对比。

神学塑造的天使与恶魔形象,为后来者发散性“造物”提供了极好的素材。

吸血鬼那露出的利齿与吸人血的设定正是来自蝙蝠,一席黑袍也像极了蝙蝠倒挂时的形象。

而近些年陆续传出蝙蝠身具上百种致命病毒,更是将它的形象打入谷底。

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其实吸血鬼的形象,是在美洲大陆上的吸血蝙蝠被发现后才诞生的。

不过这绝对是毫不留情的妖魔化,在蝙蝠繁多的种类中吸血蝙蝠*只有区区三种

何况吸血蝙蝠也不吸血,它一般只是用利牙刺破猎物皮肤,然后舔血进食。

它们吸完血后还会反哺其他无法行动的伙伴,对猎物更是“长情”,很少会更换吸血的对象。

*注:现存的吸血蝙蝠共有三种:吸血蝠、毛腿吸血蝠和白翼吸血蝠。

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在全球约5500种哺乳动物中,蝙蝠是唯一能飞翔的哺乳动物,属于翼手目*

已发现的蝙蝠种类占去了哺乳动物总数将近1/5,在近期国家地理曝光了一组狐蝠吃香蕉的动图也彻底刷新了人们的认知,恨不得带回家养起来。

不过爱吃水果的主要是大翼手亚目,属于小翼手亚目的蝙蝠更喜欢捕食昆虫,尤其喜爱农业害虫。

还有一些蝙蝠钟爱游泳捕鱼,一些喜欢花丛采蜜,都是一副纯良无害的模样。

*注:翼手目分为大翼手亚目和小翼手亚目,按特征归位食果蝠和食虫蝠也基本可以。大翼手亚目暂且只有狐蝠一个分类,以水果为食,体型偏大。

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对于蝙蝠独特的生活习性研究,早在20世纪便开始了。

动物学家们很早了解到,它们是一种群居动物,不同种类也会同住一个蝙蝠洞。

蝠均密度往往很大,如墨西哥无尾蝠每平米个体数量可达3000只之多,一个洞穴住下数百万只轻松得很。

神奇的是,它们在如此密集的空间内仍以高速飞行却不会撞上其他蝙蝠。

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如今我们已经清楚,蝙蝠和雷达一样,都能实现回声定位。

不过我们却上了小学课本的当,误以为雷达正是受到蝙蝠的启发。

其实雷达发出的是电磁波,而蝙蝠与声呐一样,发出的超声波。

早在1906,声呐就在英国海军中广泛应用,而在20世纪二三十年代,雷达也基本成型投入军事领域中去。

而对于蝙蝠回声定位的能力研究,却是在1944年由动物学家格里芬实验确定。

在历史上,蝙蝠回声定位的发现还得感谢雷达的出现。

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18世纪末,意大利博物学家Spallanzani首个提出了正确的假说

他本想证明,蝙蝠与猫头鹰一样依靠视觉定位,无法在完全黑暗的环境下飞行。

他用不透明的布罩住了一组蝙蝠头部,另一组则用透明布罩住了另一组蝙蝠头部。

这本是控制变量的正确做法,不料包住头的蝙蝠总以为面前有着一堵密不透风的墙,胆怯地都不敢乱飞了。

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实验完全失败后,他想到了一个更加简单粗暴的处理方式:直接戳瞎。

一批被戳瞎后的蝙蝠做了标记,被放飞回了采集地。

数天后,他重捕实验个体,发现这些致盲蝙蝠胃里的昆虫与正常蝙蝠的一样多。

他做出了一个完全出乎想象的猜想:蝙蝠在黑暗中的飞行是不依靠视觉的。

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这一正确结论却没有得到应有的重视。

主因是法国权威动物学家居维叶提出了触觉假说:蝙蝠飞行全靠“第六感”

作为权威提出的假说,不需要任何实验支撑,就受到当时的欧洲学家广泛接受。

他们甚至跟随居维叶的脚步,臆想出神经、翼膜上的纤毛有着各式作用,这种玄乎的假说竟然能占领这个领域100年。

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居维叶

直到20世纪30年代末,动物学家格里芬在得知高频声探测仪的发明后灵光一闪。

当他带着一笼子蝙蝠靠近探测仪时,探测仪竟然接受到超声波,真相顿时再明白不过了:蝙蝠跟雷达一样能够回声定位!

蝙蝠运用回声定位的能力极强,它能在1秒内捕捉和分辨250组回音。

通过发出人耳无法接收的高频声,接收返回的回声并飞速分析周围环境,能快速判断障碍物方向,规划飞行路线,乃至选择逃跑。

凭借这项特殊技巧,它们可以利用多数动物不能利用的生态位——漆黑的洞穴和黑夜的天空

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蝙蝠可以看见红外光、紫外光

在大家的认识中,蝙蝠既然依靠回声定位飞行,必然因此丢失了视力。

英文里也有句谚语形容人“如蝙蝠般盲目”,但不好意思,这种认识也是错误的。

蝙蝠有没有视力主要看品种,如狐蝙就拥有强大的视觉中枢。

以昆虫为食的小蝙蝠虽然眼睛小视力差,也不代表没有。

它们眼睛构造甚至更优于人类,我们的眼睛大多只能接受可见光。

但对于蝙蝠而言,它们还能看到可见光范围外的紫外光、红外光。

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瞪着大大的眼睛

不过眼睛好也没什么用,喜欢夜间行动的蝙蝠仍然得靠回声定位。

而且随着现代化城市发展,摩天大厦的玻璃成了它们新的死穴。

它们的超声波面对普通地形时,会发生漫反射,就能接收到足够的回声,判断地形做出反应;但在这类极为光滑的平面上会发生反射,影响到他们的判断。

接收不到足够回声的它们只以为前方空无一物,于是“嘭”的一声撞头惨案就发生了。

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漫反射会有折回的回声可以接受

在大自然中偶尔也有这种情况,例如波澜不惊的湖面就是一种“光滑平面”。

有实验人员试过在地面上平放光滑的金属板,蝙蝠便会停在玻璃板边试图饮水。

由此可见,蝙蝠祖传的经验里有着应对这类平面的方法,只是哪曾想人类套路这么深。

如此一来,蝙蝠进化的道路上又多了一个重要的环境压力。

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BBC的纪录片《地球脉动》里曾拍到蝙蝠洞中一座1米多高的蝙蝠屎山。

这可是宝藏,要知道蝙蝠屎其实也有着另一个别致的名字——夜明砂,是清肝明目的中药。

除了粪便入药,蝙蝠本身也是一款风味独特的“人间美味”。

我国古代“吃货”苏东坡,曾写下“土人顿顿食薯芋,荐以薰鼠烧蝙蝠”。

如今,在帕劳也有一种“水果蝙蝠”,当地人认为它们集植物之精华,是补身上佳良品。

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夜明砂

但蝙蝠虽好,多吃却是要冒着极大的风险。

蝙蝠可是天然无添加的活体病毒库,与我们所建造病毒库相比也不逞多让。

之所以这么说,是因为如SARS病毒、狂犬病毒、埃博拉病毒这些“杀人”无数的病毒,几乎都能在蝙蝠体内找到。

现在已经从蝙蝠体内发现约140种病毒,其中61种都是人兽共患病毒,其中甚至还有一部分隐而未发。

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蝙蝠喜爱群居,居住空间拥挤加速了病毒在蝙蝠之间的传播。

偏偏蝙蝠还有着长距离飞翔的能力,病毒就搭上便车,从一个地方到另一个地方。

蝙蝠取食的地方多是选在人类居住的地方,蚊虫丰富、瓜草茂盛,无形中就增加了蝙蝠体内的病毒跨种传播的机会。

若是当地人民好吃几口蝙蝠,那么疾病将会是蝙蝠最好的反击手段。

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帕劳水果蝙蝠汤,口味清淡

最耳熟能详的事例便是几内亚的埃博拉出血热爆发。

2013年12月,首位发现感染埃博拉病毒的患者只是一位2岁的小男孩。

随后他的母亲也受到传染,一个家庭在出血的恐慌中崩溃,前来参加葬礼的人们成了下一批感染者,随后越传越广,范围越来越大。

而经研究人员调查,发现起初感染就是因为男孩食用了沾染蝙蝠粪便的水果。

但这只是原因之一,蝙蝠密集居住,也方便了当地人取食,地方美食胡椒蝙蝠汤也助长了病情扩散。

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尽管蝙蝠是一个“会飞的生化武器”,却极少误伤了自己。

上百种病毒却没有一种对蝙蝠有效?这个情况引起动物学家的关注。

细细探究后,甚至发现它们体内还有现存哺乳动物病毒的“祖先”支系。

但它们预期寿命却很长,而且很少发生癌症,这就更让人惊讶了。

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真正的萌且有毒

研究发现,与病毒共同进化或许是一种抗击手段。

蝙蝠作为最古老的哺乳动物之一,基本保持着这副模样度过了500万年的漫漫进化史。

而亨尼帕病毒、狂犬病毒等就与蝙蝠一起共同进化,彼此之间早已很好地相互适应。

但这也保留许多极具杀伤力的病毒,对其他宿主而言是个坏消息。

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根据蝙蝠基因组学研究在《科学》上所发表的,蝙蝠有着异于其他哺乳动物的基因表达。

它们体内有着一类自然杀伤性细胞,形成了抵抗外界病原微生物和肿瘤的第一道防线。

并且,蝙蝠体内的干扰素水平也相对高,能促使细胞合成抗病毒蛋白防止进一步感染。

对于已经受到感染的细胞,蝙蝠体内的MHC-组织相容性复合体起到重要作用,它能识别细胞是否感染,并瞬间击穿消灭感染细胞。

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独特的抗病毒能力构成极强的固有免疫抵抗系统,对有危害的病毒迅速做出反应,将病毒维持在一个安全的水平,达到持续排毒效果。

与我们感染时才会触发免疫系统不同,蝙蝠的免疫系统始终处于警惕状态。

密集的居住情况也加速抗病毒能力的筛选,真正翱翔于黑夜的蝙蝠,其实早已熬过了致命病毒的侵袭。

无力抵抗病毒的蝙蝠都被淘汰了,“活体病毒库”一词也蕴含了残忍。

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将倒挂的蝙蝠倒过来看,就像在尬舞

也有研究发现,蝙蝠选择飞行后获得了特殊能力——DNA损伤修复能力

正如鸟类因为飞行导致更高的代谢率,蝙蝠相比同体积的其他哺乳动物,也拥有三倍有多的代谢强度。

代谢率同时会导致氧化应激水平相应提高,这是导致衰老和疾病的一个重要因素。

为了对抗氧化应激水平升高,蝙蝠进化出了高水平的DNA损伤修复能力。

它们因此获得更长的寿命,也降低得癌症的可能。

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不断代谢就能使蝙蝠体温持续维持在40°,这也对病毒的复制起到一定抑制作用。

在癌症治疗的方法之中,也有高温疗法一说,既是保持高温消灭癌细胞。

长时间保持高温本会误伤其他细胞,不过蝙蝠的细胞却能抵抗热压力,较高的体温配合免疫系统反而更能有效抑制病毒。

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对蝙蝠形象的颠覆,以及对蝙蝠的研究始终在进行。

但真正决定蝙蝠的正邪,到底还是取决于我们将它当食物,还是把它当成研究的宝库。

参考资料:

张劲硕, 吴海峰. 蝙蝠与超声波、回声定位(1)[J]. 生物学通报, 2015, 50(03):1-5.

何彪. 蝙蝠病毒组学及其新病毒的发现与鉴定[D]. 中国人民解放军军事医学科学院, 2014.

Vigorous Cooler, 为什么蝙蝠(Bat)是理想的病毒存储宿主, 知乎专栏.

陈明峰, 蝙蝠瞎不瞎?




博物之旅
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2 朱晓刚 杨波

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