洞穴追兇

黃尹

在馬默斯洞追蹤罪魁禍首

在美國肯塔基州中部猛犸洞穴國家公園，有一個名叫“馬默斯洞”的洞穴。“馬默斯”在英語中是“猛犸”的意思，因此馬默斯洞也被叫作“猛犸洞”。馬默斯洞既深又長，是迄今發(fā)現(xiàn)的世界上最長的洞穴。終年幽蔽、潮濕的洞穴里，正在冬眠的蝙蝠蜷縮著身軀懸掉在巖石裂隙中。每年秋季，這些大型棕色蝙蝠都會聚集在馬默斯洞里，度過它們綿長而寧靜的冬眠時期。它們簇擁著擠進洞壁上的隱蔽處，以確保自己不受來自洞口的寒風的侵襲和飛濺的瀑布的浸漬。但是，看似平靜的景象下面卻暗藏危機，這些慵懶的家伙們的未來讓關(guān)心它們的科學家們憂心忡忡。

在12月的一個有些陰沉的下午，生物學家布魯克·斯蘭柯一邊用腳尖艱難地貼著洞壁站立，一邊用帶著防護手套的手輕輕地觸碰一只蝙蝠。

這只蝙蝠清晰地出現(xiàn)在斯蘭柯戴的頭燈的光暈中，它發(fā)出一陣尖細而憤怒的叫聲，尖利而白凈的牙齒赫然呈現(xiàn)。斯蘭柯輕緩地將它的爪子從巖壁上移開，然后將這個只有10厘米長的小家伙放進一只紙袋。斯蘭柯和她的研究伙伴——洞穴微生物學家黑茲爾·巴頓有些無奈，因為她們不得不強迫這只即將接受檢測的蝙蝠為自己的同伴作出“犧牲”，即使它極不情愿。

馬默斯洞在南肯塔基廣袤的森林下面綿延伸展至少600多千米，縱橫交錯的洞道一個多世紀以來吸引著眾多的探險者、旅游愛好者和科學家。不過，對斯蘭柯和巴頓來說，此行的目的并不那么輕松——她們要在洞穴中尋找殺害蝙蝠的元兇。

搜取到半打的蝙蝠之后，斯蘭柯和幾位合作伙伴把他們的設(shè)備拖進了洞內(nèi)的圓拱形大廳——石灰石被長年侵蝕后留下的巨大空洞。在夏天，這個天然的地下“空調(diào)大廳”里擠滿了參觀者，而現(xiàn)在它只屬于這些科學家。他們都穿上了高密度聚乙烯防護服，這樣做是為了避免將外來的微生物帶進洞穴，或者將只生存于洞穴內(nèi)的微生物帶到外面。

在這個洞穴里，甚至就在這些蝙蝠身上，有可能寄生著一種名叫Geomyces destructans的真菌，它們被認為很可能就是致使北美蝙蝠數(shù)量在幾年內(nèi)急劇下降的罪魁禍首。據(jù)估計，在過去的四年中，由這種真菌引起的致命疾病——白鼻綜合癥，至少殺死了100萬只蝙蝠。這種病甚至還威脅到整個北美大陸的蝙蝠種群數(shù)量。有專家認為，在遙遠的過去，鬼崇的Geomyces destructans真菌也許一度肆虐歐洲的洞穴，好在沒有造成大范圍的蝙蝠死亡。

斯蘭柯等人此行要追查的元兇，就是這種看似微不足道的真菌。每年，馬默斯洞會接待將近50萬游客，任何一名游客都可能把不明微生物帶進洞穴。盡管斯蘭柯和她的團隊在馬默斯洞還沒有發(fā)現(xiàn)白鼻綜合癥的蹤跡，但由于白鼻綜合癥目前已經(jīng)傳到鄰近的弗吉尼亞州和西弗吉尼亞州，斯蘭柯?lián)鸟R默斯洞很難幸免。

“噢，快看！”斯蘭柯突然喊道。她不同尋常的聲調(diào)頓時令四下陷入了一種短暫和凝固的沉默，所有的頭燈都聚匯到了她的身上。只見她展開一只蝙蝠的飛翼，薄薄的翼膜上赫然呈現(xiàn)出6厘米長的破裂處。雖然這可能是貓頭鷹攻擊或帶刺籬笆掛擦留下的痕跡，但更可能是一個不好的兆頭——白鼻綜合癥已經(jīng)越過州界抵達馬默斯洞。

可憐的小家伙在做完檢測后被實施了安樂死。斯蘭柯將它放進一只裝有化學液體的小瓶子內(nèi)。“噢，可憐的小家伙。”但愿它的死能夠拯救它的數(shù)以百萬計的“同胞們”。

北美蝙蝠面臨滅頂之災

巴頓已經(jīng)在龍舌蘭洞穴待了8天，她每天緊縮著她那瘦長的身軀在洞內(nèi)尚未開發(fā)的坑道里擠進擠出。位于新墨西哥州的龍舌蘭洞被認為是北美地區(qū)最深的洞穴，這里至今仍然處于嚴密的保護狀態(tài)，限制人隨意進入，旨在保護洞內(nèi)那些精美的水晶和鐘乳石，以及未受干擾的微生物生態(tài)系統(tǒng)。

巴頓是一位資深的洞穴專家，她出生于英國西部的港口城市布里斯托爾。上高中時，她參加了一天的洞穴探險。她后來說：“那天我躺在那個洞的地上想，我喜歡這里，這里非常棒?！睆哪且院?，巴頓開始了她的洞穴探險生涯。之后，英國BBC的一檔講述一滴水里無數(shù)生物體奇妙而復雜的生活的電視節(jié)目，又引發(fā)了她對微生物世界濃厚的興趣。當她來到美國深造時，選擇了人們知之甚少的洞穴微生物作為研究對象。

巴頓曾經(jīng)研究過一種讓人類肺部纖維化的細菌，這讓她意識到，洞穴就如同人的軀體，是大量生物體的寄居之地，而每個寄居者都以奇妙而獨特的方式適應著自己的生存環(huán)境。不過，當她聽說殺死蝙蝠的真菌在短短兩年時間內(nèi)從紐約州一路擴散到達西弗吉尼亞州時，她還是為它們的擴展速度感到震驚。

Geomyces destructans真菌喜歡清冷的環(huán)境，因此它們對蝙蝠最大的威脅就發(fā)生在蝙蝠的冬眠期。更要命的是，蝙蝠的免疫系統(tǒng)在冬眠期間處于關(guān)閉狀態(tài)，這就為行蹤鬼祟的真菌提供了絕好的機會，它們可以肆無忌憚地從一只蝙蝠傳染到另一只蝙蝠。到春天，當蝙蝠結(jié)束冬眠開始外出活動時，這些真菌又巧妙地在洞穴的沉積物中駐扎下來，靜候下一個冬天的到來。研究發(fā)現(xiàn)，感染了由Geomyces destructans引起的白鼻綜合癥的蝙蝠，似乎比健康蝙蝠更容受到干擾，冬眠時會頻繁地驚醒并不擇時機地外出飛行，這消耗掉了它們原本貯存在體內(nèi)以備捱過漫漫冬季的寶貴脂肪，致使它們難以對抗冬天的嚴寒。

研究還發(fā)現(xiàn)，Geomyces destructans真菌主要聚集在蝙蝠的鼻口部和翼膜部，它們悄然無聲地吃掉翼膜的皮膚外層，直到患病蝙蝠的飛翼上面布滿大大小小的破洞，看上去就像一張縐縐巴巴的紙。白鼻綜合癥最早發(fā)現(xiàn)于2007年，當時紐約州北部蝙蝠的行為令人困惑——它們不冬眠了！在整個冬眠季，蝙蝠們白天都在離洞穴很遠的地方游來蕩去，盡管地面積雪足有8厘米厚，溫度只有-7℃。就在那個冬季的晚些時候，在一次例行的洞穴考察中，生物學家在紐約附近的一個石灰石洞穴中發(fā)現(xiàn)了數(shù)千只蝙蝠的尸體，許多尸體上覆蓋著令人毛骨悚然的白乎乎的絨毛。到第二年冬天，蝙蝠的尸體堆滿了美國東北部的許多洞穴。

然而，直到2008年底，野生動物疾病研究專家才確認這種白色絨毛就是Geomyces destructans真菌，對于北美大陸來說，是一種外來物種?，F(xiàn)在，這種真菌已經(jīng)傳播到美國的19個州和加拿大的4個省，9種不同的蝙蝠被感染，其中包括面臨滅絕危險的印第安那蝙蝠和灰蝙蝠。2010年，著名的《科學》雜志發(fā)表文章，預測在未來16年內(nèi)，曾經(jīng)在北美最常見的小棕色蝙蝠將從美國東部消聲匿跡。

目前，在這場科學家和真菌的博弈中，科學家還處于節(jié)節(jié)敗退的境地。科學家們最初想的問題是：“能否把這種可怕的東西控制在已經(jīng)感染的洞穴內(nèi)？”然后是：“明年能否避免蝙蝠在更大范圍內(nèi)受到侵害？”再后是：“還能保護多少蝙蝠的棲息地？”現(xiàn)在，他們考慮的問題是：“蝙蝠這個種群還能走多遠？”更令科學家擔憂的是，蝙蝠大量死亡所造成的危害遠超過對蝙蝠物種本身的影響。比如，每年被白鼻綜合癥加害的100萬只蝙蝠可以消滅掉700萬噸昆蟲，其中很多都是有害昆蟲。更少的蝙蝠意味著更多的蚊子、蚜蟲，以及更少的莊稼。據(jù)統(tǒng)計，每年在害蟲控制上，蝙蝠至少可以為美國政府節(jié)省37億美元的開支。

Geomyces destructans真菌正威脅著北美的洞穴和礦井。但科學家至今仍然不清楚這種真菌究竟是在什么時候、以什么方式進入北美的。有人猜測可能是“微生物污染”——或許一名攜帶這種真菌的洞穴愛好者在不經(jīng)意間將它們帶到了北美的某個洞穴，而好客的洞穴又“懵懵懂懂”地接納了它們。也就是說，人類可能在無意間充當了傳播這種疾病的幫兇。

由于還不能確認人類是否是這種真菌輕而易舉大面積擴散的“幫兇”，現(xiàn)在美國的許多洞穴都被迫關(guān)閉，獲準進入洞穴的旅行者、洞穴愛好者和科學研究者被要求在往返洞穴時要清潔設(shè)備和裝束。

直面白鼻綜合癥

“生，或者死，這是一個問題?！卑皖D的合作伙伴里德一直都在思考這個問題。遺憾的是，盡管花費了她好多時日，她和她的合作者至今還徘徊在白鼻綜合癥這種疾病的邊緣。早在2005年，為了收集有關(guān)蝙蝠冬眠模式的數(shù)據(jù)，里德就在自己位于賓夕法尼亞州的實驗室里裝備了一套可以模擬洞穴條件的氣候控制系統(tǒng)。2007年，當白鼻綜合癥再次出現(xiàn)時，突然之間，幾乎美國所有的關(guān)心蝙蝠冬眠問題的生物學家都開始向里德咨詢蝙蝠冬眠的行為特征。

就這樣，里德改變了自己的研究方向——她和她的學生們投入到了對抗Geomyces destructans真菌的戰(zhàn)斗中。他們收集蝙蝠的皮膚分泌物和毛發(fā)，帶回實驗室進行分析，希望找到可以幫助蝙蝠抵抗白鼻綜合癥的抗菌素。

2009年，里德和巴頓在一次有關(guān)蝙蝠的大會上相遇，命運的安排讓她們不謀而合。第二年秋天，在賓夕法尼亞州東南一個古老的石灰石洞穴中，兩人帶領(lǐng)她們的學生，身著防護服，匍匐著爬到洞的最深處，捕捉了100只感染了白鼻綜合癥的蝙蝠。他們給這些蝙蝠噴灑了霧狀的復合抗菌素，然后把它們放回巖縫里，再用圍網(wǎng)把這塊區(qū)域包圍起來。他們打算在蝙蝠的冬眠季過去后返回這里，搜集數(shù)據(jù)。她們希望在實驗室研制的復合抗菌素能幫助蝙蝠對抗白鼻綜合癥，捱過難熬的冬天。

作為對比，里德在實驗室里進行了四組同樣的實驗。良好的氣候控制系統(tǒng)把實驗室變成了一個“大冰箱”，極大地還原了洞穴氣候環(huán)境。2010年秋天，128只蝙蝠在這里開始了它們的冬眠。時間一天一天過去，到來年的3月中旬，四個實驗室中的三個已經(jīng)空空如也，一片寂靜——所有的患病蝙蝠都已死去，實驗室也已關(guān)閉。在僅存的最后一個仍然在運行的實驗室昏暗的角落里，一只可憐的蝙蝠還活著，但可能也撐不了多久了——它一動不動地懸掛在金屬架上，瘦小的身軀還沒有成人的一個拇指大。

從實驗室觀察結(jié)果來看，復合抗菌素根本救不了蝙蝠，最多也就是讓這些可憐的小家伙多活一些時日而已。而在做實驗的洞穴里，情況看上去也很糟糕，蝙蝠已經(jīng)少得可憐，地上隨處可見蝙蝠尸體。蝙蝠的數(shù)量已從兩年前的大約10000只下降到現(xiàn)在的180只。在洞穴的入口處還懸掛著幾十只活著的蝙蝠，但看上去幾乎有一半已經(jīng)感染了白鼻綜合癥。更糟糕的是，里德之前設(shè)在洞內(nèi)的圍網(wǎng)被浣熊糟蹋了，那些被噴過抗菌素的實驗蝙蝠全部失蹤，也許是飛走了，也許是被浣熊吃掉了。整個觀察季的數(shù)據(jù)泡湯了。

當然，里德也并非一無所獲。她發(fā)現(xiàn)，在更冷的環(huán)境下蝙蝠的存活率似乎更高一些?；蛟S，通過改變洞穴的溫度，比如改變洞口的形狀，讓空氣流通使溫度降低，可以挽救蝙蝠的生命。

目前，專家正嘗試采取各種措施來保護蝙蝠。比如建造人工洞穴，以隔絕Geomyces destructans真菌的侵蝕；建造縫隙極小的棲息地，希望哪怕少數(shù)幾只蝙蝠也能有效地溫暖彼此；利用廢棄的碉堡，通過控制里面的溫度來挽救蝙蝠。當然，這些努力遠遠不夠，因為即使這些措施能阻止蝙蝠喪鐘的敲響，許多種類的蝙蝠仍然需要經(jīng)歷數(shù)代才能從白鼻綜合癥帶來的致命災難中恢復過來。

4月份，在肯塔基州西南的一個石灰石洞穴內(nèi)，人們發(fā)現(xiàn)了一只小棕色蝙蝠，它的口鼻部覆蓋著一層人們不愿意看到的白色絨毛。一個星期后，實驗報告確定了一個斯蘭柯極不想聽到但又在意料之中的消息：在過去的三年中，白鼻綜合癥已經(jīng)占領(lǐng)了整個肯塔基州。

真菌可能是推動哺乳動物

體溫演化的重要因素

科學家發(fā)現(xiàn)，動物體溫越高，體表就越不容易滋生致病真菌，但維持較高的體溫需要消耗更多能量。所以，哺乳動物體溫的高低是二者平衡的結(jié)果。對生物體來說，能避開感染真菌，同時又能最大限度地節(jié)省能量的體溫是36.7℃，這一溫度和哺乳動物體溫相近。

因此，美國研究者認為，這項發(fā)現(xiàn)支持了一個假說——真菌可能是推動哺乳動物體溫演化的重要因素。研究者用多個證據(jù)支持這個假說。首先，大約在恐龍滅絕時期，大量的真菌在地球上興旺生長，地球成了真菌的樂園；另外，真菌經(jīng)常感染植物、昆蟲、爬行動物等不能自主調(diào)節(jié)體溫的生物，卻很少感染溫血的哺乳動物和鳥類?？茖W家研究發(fā)現(xiàn)，正是哺乳動物和鳥類的恒溫特性使它們遠離真菌感染，而冷血的爬行動物則易受感染，因此冷血的爬行動物在白堊紀大滅絕后就一蹶不振了?？茖W家猜想，也許正是真菌助了哺乳動物一臂之力，幫助它們在生存競爭中占據(jù)了優(yōu)勢。

有科學家選取了4802種真菌進行實驗，結(jié)果表明，當溫度在30℃以上時，每高出1℃，就會有6%的真菌死亡。對此進行的數(shù)學分析也解釋了為何哺乳動物體溫會穩(wěn)定在36.7℃而不會變得更高。這說明哺乳動物的體溫高低是一種平衡的結(jié)果。

入侵者可能來自歐洲

有研究人員認為，導致白鼻綜合癥的Geomyces detructans真菌可能來自歐洲。他們?yōu)楸泵莉鸾臃N了歐洲或北美分離出來的這種真菌，并在此后的幾個月中監(jiān)測情況的發(fā)展。結(jié)果表明，這兩種分離菌株都引發(fā)了白鼻綜合癥的所有已知體征，包括蝙蝠暴露的皮膚上生長的粉狀白色真菌，蝙蝠翼的損傷，以及被感染的蝙蝠在冬眠期間頻繁醒來，次數(shù)是正常蝙蝠的3～4倍。研究還認為，歐洲蝙蝠可能通過免疫的進化從這種真菌的感染中存活了下來。

Geomyces detructans真菌是一種喜冷真菌，它們在洞穴環(huán)境的溫度下破壞力較強。而蝙蝠冬眠時，體溫會從40℃下降到7℃，為真菌的生存提供了“溫床”。

平常晝伏夜出的蝙蝠在患上白鼻綜合癥后行徑古怪。比如，它們喜歡聚集在最冷的洞穴入口處，這可能是為了降低體溫以保存能量；它們還會在冬日的大白天到處亂飛，可能是在絕望地尋找食物。大部分患病蝙蝠在死前身體都衰弱不堪。真菌刺激了蝙蝠的皮膚，讓它們比平時更容易從冬眠中醒來。這就浪費了蝙蝠儲存的脂肪，導致它們被餓死。

生物學家原本以為，冬眠季后幸存下來的蝙蝠離開冬眠地后，相繼死去的情況就會終止。但事實并非如此，幸存的蝙蝠捱到5、6月后還會繼續(xù)死亡。即便是那些挺過了冬天的蝙蝠也因為翅膀傷痕累累，失去行動能力，不能有效地捕捉食物。