暗藏百種殺人病毒的蝙蝠,從未痴迷人血、也非雷達原型
因為諧音,在中國蝙蝠入家門被認為是「福到」。
但在西方傳說中,蝙蝠卻是邪魅惡狠的代名詞。
它成了吸血鬼、惡龍的化身,在近百年的文化作品中友情出演各式大小反派。
蝙蝠晝伏夜出的習性正是造成這種認知差異的主要原因。
豆青釉五福捧壽
白晝翱翔的白鳥羽翼,正好與午夜潛行的蝙蝠黑翅形成強烈對比。
神學塑造的天使與惡魔形象,為後來者發散性「造物」提供了極好的素材。
吸血鬼那露出的利齒與吸人血的設定正是來自蝙蝠,一席黑袍也像極了蝙蝠倒掛時的形象。
而近些年陸續傳出蝙蝠身具上百種致命病毒,更是將它的形象打入谷底。
其實吸血鬼的形象,是在美洲大陸上的吸血蝙蝠被發現後才誕生的。
不過這絕對是毫不留情的妖魔化,在蝙蝠繁多的種類中吸血蝙蝠*只有區區三種。
何況吸血蝙蝠也不吸血,它一般只是用利牙刺破獵物皮膚,然後舔血進食。
它們吸完血後還會反哺其他無法行動的夥伴,對獵物更是「長情」,很少會更換吸血的對象。
*註:現存的吸血蝙蝠共有三種:吸血蝠、毛腿吸血蝠和白翼吸血蝠。
在全球約5500種哺乳動物中,蝙蝠是唯一能飛翔的哺乳動物,屬於翼手目*。
已發現的蝙蝠種類佔去了哺乳動物總數將近1/5,在近期國家地理曝光了一組狐蝠吃香蕉的動圖也徹底刷新了人們的認知,恨不得帶回家養起來。
不過愛吃水果的主要是大翼手亞目,屬於小翼手亞目的蝙蝠更喜歡捕食昆蟲,尤其喜愛農業害蟲。
還有一些蝙蝠鍾愛游泳捕魚,一些喜歡花叢采蜜,都是一副純良無害的模樣。
*註:翼手目分為大翼手亞目和小翼手亞目,按特徵歸位食果蝠和食蟲蝠也基本可以。大翼手亞目暫且只有狐蝠一個分類,以水果為食,體型偏大。
對於蝙蝠獨特的生活習性研究,早在20世紀便開始了。
動物學家們很早了解到,它們是一種群居動物,不同種類也會同住一個蝙蝠洞。
蝠均密度往往很大,如墨西哥無尾蝠每平米個體數量可達3000隻之多,一個洞穴住下數百萬隻輕鬆得很。
神奇的是,它們在如此密集的空間內仍以高速飛行卻不會撞上其他蝙蝠。
如今我們已經清楚,蝙蝠和雷達一樣,都能實現回聲定位。
不過我們卻上了小學課本的當,誤以為雷達正是受到蝙蝠的啟發。
其實雷達發出的是電磁波,而蝙蝠與聲吶一樣,發出的超聲波。
早在1906,聲吶就在英國海軍中廣泛應用,而在20世紀二三十年代,雷達也基本成型投入軍事領域中去。
而對於蝙蝠回聲定位的能力研究,卻是在1944年由動物學家格里芬實驗確定。
在歷史上,蝙蝠回聲定位的發現還得感謝雷達的出現。
18世紀末,義大利博物學家Spallanzani首個提出了正確的假說。
他本想證明,蝙蝠與貓頭鷹一樣依靠視覺定位,無法在完全黑暗的環境下飛行。
他用不透明的布罩住了一組蝙蝠頭部,另一組則用透明布罩住了另一組蝙蝠頭部。
這本是控制變數的正確做法,不料包住頭的蝙蝠總以為面前有著一堵密不透風的牆,膽怯地都不敢亂飛了。
實驗完全失敗後,他想到了一個更加簡單粗暴的處理方式:直接戳瞎。
一批被戳瞎後的蝙蝠做了標記,被放飛回了採集地。
數天後,他重捕實驗個體,發現這些致盲蝙蝠胃裡的昆蟲與正常蝙蝠的一樣多。
他做出了一個完全出乎想像的猜想:蝙蝠在黑暗中的飛行是不依靠視覺的。
這一正確結論卻沒有得到應有的重視。
主因是法國權威動物學家居維葉提出了觸覺假說:蝙蝠飛行全靠「第六感」。
作為權威提出的假說,不需要任何實驗支撐,就受到當時的歐洲學家廣泛接受。
他們甚至跟隨居維葉的腳步,臆想出神經、翼膜上的纖毛有著各式作用,這種玄乎的假說竟然能佔領這個領域100年。
居維葉
直到20世紀30年代末,動物學家格里芬在得知高頻聲探測儀的發明後靈光一閃。
當他帶著一籠子蝙蝠靠近探測儀時,探測儀竟然接受到超聲波,真相頓時再明白不過了:蝙蝠跟雷達一樣能夠回聲定位!
蝙蝠運用回聲定位的能力極強,它能在1秒內捕捉和分辨250組迴音。
通過發出人耳無法接收的高頻聲,接收返回的回聲並飛速分析周圍環境,能快速判斷障礙物方向,規劃飛行路線,乃至選擇逃跑。
憑藉這項特殊技巧,它們可以利用多數動物不能利用的生態位——漆黑的洞穴和黑夜的天空。
蝙蝠可以看見紅外光、紫外光
在大家的認識中,蝙蝠既然依靠回聲定位飛行,必然因此丟失了視力。
英文里也有句諺語形容人「如蝙蝠般盲目」,但不好意思,這種認識也是錯誤的。
蝙蝠有沒有視力主要看品種,如狐蝙就擁有強大的視覺中樞。
以昆蟲為食的小蝙蝠雖然眼睛小視力差,也不代表沒有。
它們眼睛構造甚至更優於人類,我們的眼睛大多只能接受可見光。
但對於蝙蝠而言,它們還能看到可見光範圍外的紫外光、紅外光。
瞪著大大的眼睛
不過眼睛好也沒什麼用,喜歡夜間行動的蝙蝠仍然得靠回聲定位。
而且隨著現代化城市發展,摩天大廈的玻璃成了它們新的死穴。
它們的超聲波面對普通地形時,會發生漫反射,就能接收到足夠的回聲,判斷地形做出反應;但在這類極為光滑的平面上會發生反射,影響到他們的判斷。
接收不到足夠回聲的它們只以為前方空無一物,於是「嘭」的一聲撞頭慘案就發生了。
漫反射會有折回的回聲可以接受
在大自然中偶爾也有這種情況,例如波瀾不驚的湖面就是一種「光滑平面」。
有實驗人員試過在地面上平放光滑的金屬板,蝙蝠便會停在玻璃板邊試圖飲水。
由此可見,蝙蝠祖傳的經驗里有著應對這類平面的方法,只是哪曾想人類套路這麼深。
如此一來,蝙蝠進化的道路上又多了一個重要的環境壓力。
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BBC的紀錄片《地球脈動》里曾拍到蝙蝠洞中一座1米多高的蝙蝠屎山。
這可是寶藏,要知道蝙蝠屎其實也有著另一個別緻的名字——夜明砂,是清肝明目的中藥。
除了糞便入葯,蝙蝠本身也是一款風味獨特的「人間美味」。
我國古代「吃貨」蘇東坡,曾寫下「土人頓頓食薯芋,薦以薰鼠燒蝙蝠」。
如今,在帛琉也有一種「水果蝙蝠」,當地人認為它們集植物之精華,是補身上佳良品。
夜明砂
但蝙蝠雖好,多吃卻是要冒著極大的風險。
蝙蝠可是天然無添加的活體病毒庫,與我們所建造病毒庫相比也不逞多讓。
之所以這麼說,是因為如SARS病毒、狂犬病毒、埃博拉病毒這些「殺人」無數的病毒,幾乎都能在蝙蝠體內找到。
現在已經從蝙蝠體內發現約140種病毒,其中61種都是人獸共患病毒,其中甚至還有一部分隱而未發。
蝙蝠喜愛群居,居住空間擁擠加速了病毒在蝙蝠之間的傳播。
偏偏蝙蝠還有著長距離飛翔的能力,病毒就搭上便車,從一個地方到另一個地方。
蝙蝠取食的地方多是選在人類居住的地方,蚊蟲豐富、瓜草茂盛,無形中就增加了蝙蝠體內的病毒跨種傳播的機會。
若是當地人民好吃幾口蝙蝠,那麼疾病將會是蝙蝠最好的反擊手段。
帛琉水果蝙蝠湯,口味清淡
最耳熟能詳的事例便是幾內亞的埃博拉出血熱爆發。
2013年12月,首位發現感染埃博拉病毒的患者只是一位2歲的小男孩。
隨後他的母親也受到傳染,一個家庭在出血的恐慌中崩潰,前來參加葬禮的人們成了下一批感染者,隨後越傳越廣,範圍越來越大。
而經研究人員調查,發現起初感染就是因為男孩食用了沾染蝙蝠糞便的水果。
但這只是原因之一,蝙蝠密集居住,也方便了當地人取食,地方美食胡椒蝙蝠湯也助長了病情擴散。
儘管蝙蝠是一個「會飛的生化武器」,卻極少誤傷了自己。
上百種病毒卻沒有一種對蝙蝠有效?這個情況引起動物學家的關注。
細細探究後,甚至發現它們體內還有現存哺乳動物病毒的「祖先」支系。
但它們預期壽命卻很長,而且很少發生癌症,這就更讓人驚訝了。
真正的萌且有毒
研究發現,與病毒共同進化或許是一種抗擊手段。
蝙蝠作為最古老的哺乳動物之一,基本保持著這副模樣度過了500萬年的漫漫進化史。
而亨尼帕病毒、狂犬病毒等就與蝙蝠一起共同進化,彼此之間早已很好地相互適應。
但這也保留許多極具殺傷力的病毒,對其他宿主而言是個壞消息。
根據蝙蝠基因組學研究在《科學》上所發表的,蝙蝠有著異於其他哺乳動物的基因表達。
它們體內有著一類自然殺傷性細胞,形成了抵抗外界病原微生物和腫瘤的第一道防線。
並且,蝙蝠體內的干擾素水平也相對高,能促使細胞合成抗病毒蛋白防止進一步感染。
對於已經受到感染的細胞,蝙蝠體內的MHC-組織相容性複合體起到重要作用,它能識別細胞是否感染,並瞬間擊穿消滅感染細胞。
獨特的抗病毒能力構成極強的固有免疫抵抗系統,對有危害的病毒迅速做出反應,將病毒維持在一個安全的水平,達到持續排毒效果。
與我們感染時才會觸發免疫系統不同,蝙蝠的免疫系統始終處於警惕狀態。
密集的居住情況也加速抗病毒能力的篩選,真正翱翔於黑夜的蝙蝠,其實早已熬過了致命病毒的侵襲。
無力抵抗病毒的蝙蝠都被淘汰了,「活體病毒庫」一詞也蘊含了殘忍。
將倒掛的蝙蝠倒過來看,就像在尬舞
也有研究發現,蝙蝠選擇飛行後獲得了特殊能力——DNA損傷修復能力。
正如鳥類因為飛行導致更高的代謝率,蝙蝠相比同體積的其他哺乳動物,也擁有三倍有多的代謝強度。
代謝率同時會導致氧化應激水平相應提高,這是導致衰老和疾病的一個重要因素。
為了對抗氧化應激水平升高,蝙蝠進化出了高水平的DNA損傷修復能力。
它們因此獲得更長的壽命,也降低得癌症的可能。
不斷代謝就能使蝙蝠體溫持續維持在40°,這也對病毒的複製起到一定抑制作用。
在癌症治療的方法之中,也有高溫療法一說,既是保持高溫消滅癌細胞。
長時間保持高溫本會誤傷其他細胞,不過蝙蝠的細胞卻能抵抗熱壓力,較高的體溫配合免疫系統反而更能有效抑制病毒。
對蝙蝠形象的顛覆,以及對蝙蝠的研究始終在進行。
但真正決定蝙蝠的正邪,到底還是取決於我們將它當食物,還是把它當成研究的寶庫。
參考資料:
張勁碩, 吳海峰. 蝙蝠與超聲波、回聲定位(1)[J]. 生物學通報, 2015, 50(03):1-5.
何彪. 蝙蝠病毒組學及其新病毒的發現與鑒定[D]. 中國人民解放軍軍事醫學科學院, 2014.
Vigorous Cooler, 為什麼蝙蝠(Bat)是理想的病毒存儲宿主, 知乎專欄.
陳明峰, 蝙蝠瞎不瞎?
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