蝙蝠是益虫还是害虫(蝙蝠为什么携带那么多病毒不生病)
没有人会想到,2020年的新年会是这种氛围中度过,家家笼罩在新冠状肺炎的阴影之下。科学研究表明,这种病毒很可能来自于蝙蝠,那么为什么蝙蝠自身携带这样的病毒不发病呢?
蝙蝠为什么携带那么多病毒不发病
蝙蝠,体型很小,像长了翅膀的老鼠,很多农村都叫它飞鼠,认为蝙蝠是老鼠吃了盐变成的。
科学研究表明,小小只的蝙蝠身上其实携带了几百种病毒,包括SARS、MERS、埃博拉病毒、狂犬病毒等。那么为什么蝙蝠携带那么多病毒自己不发病呢?
原因一,蝙蝠体温有40度左右。40度的体温如果在人类身上算是发高烧了,如果人类被病毒感染,身体发烧就像是启动应急机制来抵制这些病毒。所以蝙蝠身体的温度就可以有效抑制病毒大规模的繁殖,和它和谐相处。
另外蝙蝠携带那么多病毒不发病的另外一个重要原因是它体内有抑制通道,这就是“干扰素基因刺激蛋白—干扰素”的抗病毒免疫通道。
它是益虫还是害虫?
蝙蝠不算是益虫也不算是害虫。
蝙蝠本身就是一种特殊的动物,说它特殊是因为虽然它是哺乳动物,但是它会飞,蝙蝠是唯一会飞的哺乳动物。
蝙蝠也分好多种,狐蝠和果蝠是食素的,它们吃果实、花粉等。除了这两种以外其余的蝙蝠都是食用一些昆虫、鱼类,有些蝙蝠吃一些害虫,从这个角度来说蝙蝠算是益虫。
但是也有一些蝙蝠,比如在非洲的吸血蝙蝠它们会食用哺乳动物或者鸟类的血,而且在人类居住的地方群居。另外在热带,蝙蝠还会向人类传播狂犬病。
不过蝙蝠对人类的贡献也不小,比如雷达超声波就是人类根据蝙蝠的特征发明的。
这个问题我前几天已经写过一篇文章了,看的人不多,今天借着回答读者提问再说一下。简而言之,蝙蝠携带那么多病毒却不生病,并不是它的免疫力有多强,而是因为它的免疫系统比较特殊。与生态、进化等方方面面都有关系。
树上倒挂着的蝙蝠
特殊的免疫系统
人和多数哺乳动物遇到入侵的病毒都如临大敌一般,激活强烈的炎症反应,非把病毒彻底杀灭不可。炎症反应是“杀敌一千,自损八百”,在杀死病毒的同时,大量的细胞也被杀死了,炎症的外在表现就是红肿、疼痛和发热,大家都有过扁桃体发炎的经历吧。而蝙蝠的炎症反应是被削弱的,病毒被允许继续在蝙蝠细胞内存活,与蝙蝠和平共处。
之所以有这种不同,是因为蝙蝠缺乏细胞质DNA感受器和炎症小体这两类关键蛋白。前者作用是识别细胞质内裸露的核酸(病毒在细胞内就是以裸露核酸形式存在的),后者作用是激活炎症反应。所以蝙蝠的炎症反应比较弱。
蝙蝠和人体炎症反应比较,面对相同的病毒,蝙蝠炎症比较轻,人体炎症却很强烈
这是蝙蝠的一种自我保护机制,作为哺乳动物中唯一会飞的,蝙蝠代谢水平很高,细胞质内经常有受损伤的DNA片段。因此,蝙蝠就降低了对游离DNA片段的敏感性,以避免对正常机体造成误伤。
有的病毒感染并不直接导致动物死亡,反而是过激的炎症反应严重损伤了机体。遇上特厉害的病毒,如果免疫系统筋疲力尽还不能彻底将其消灭,这时候病毒卷土重来或细菌乘虚而入,人体将毫无抵抗力。因此,蝙蝠削弱炎症反应与病毒共存的做法是很高明的。
飞行的蝙蝠
病毒会不会在蝙蝠细胞内大量增殖,对蝙蝠不利呢?答案是不会。因为蝙蝠虽然不会产生过激的炎症反应,但它平时就保持着高水平的干扰素,不怕病毒来犯。
下面将蝙蝠和人类细胞面对病毒入侵时的不同反应做一下对比。病毒入侵后会进行复制和表达,产生毒蛋白,人体细胞内的干扰素都被病毒破坏了。而蝙蝠细胞内干扰素水平很高,一部分被病毒的毒蛋白破坏了,另一部分还能发挥作用,足以抑制住病毒的增殖了。
蝙蝠和人类细胞面临相同病毒的不同反应
最后,被感染的人体细胞中释放出高浓度的病毒,引发强烈炎症反应。而蝙蝠细胞中病毒只能以低浓度存在,只会引发轻度炎症。
把蝙蝠和人类比作两个学生,前者日常就很用功,知识扎实(高水平干扰素),后者平时不好好学习,临近考试才熬夜复习(过激的炎症)。前者当然能轻易通过考试,后者只有当考试题不难(毒性较弱的病毒)才能应付过去,遇上很难的考试(毒性强的病毒)就挂科了。临考前的熬夜复习还可能伤了身体(炎症对身体的损伤)。
飞行的病毒库
病毒是不能脱离细胞而独自存活的,宿主的死亡就意味着病毒的死亡。因此,在自然选择的压力下,病毒的毒性会越来越弱,最终实现与宿主的和平共存。病毒中最成功的例子就是内源性病毒,它们的基因已经整合到宿主基因组中,随着宿主基因的复制而复制,并在宿主中代代遗传,不会对宿主造成任何危害,这样的病毒人体内也有很多。
蝙蝠在空中飞翔
病毒对原生宿主总是友好的,至少是非致命的,但对新宿主却往往是灾难性的。在这些方面,蝙蝠和其他野生动物没什么不同。每种生物体内都有自己的病毒库,蝙蝠也并非百毒不侵,例如狂犬病毒就会导致蝙蝠严重患病甚至死亡。
但是,与其他野生动物相比,蝙蝠的病毒似乎对人类特别致命,可怕的埃博拉病毒、马尔堡病毒、亨德拉病毒和尼帕病毒,在蝙蝠体内均有发现。这是为什么呢?
第一,蝙蝠会飞,能比其他哺乳动物接触到更多病毒,而它毕竟是哺乳动物,病毒受体基本是相通的。鸟类同样会飞,但鸟类的病毒很难进入人体细胞,因为细胞膜上没有相应受体,蝙蝠就可以。所以,有专家说蝙蝠对人类来说是个飞行的病毒库。
第二,与同样传播病毒的老鼠相比,蝙蝠的群居性更强,而且不同种类的蝙蝠有混居的习性,很容易发生交叉感染,多种蝙蝠甚至整个翼手目都共享一个病毒库。因此,蝙蝠体内拥有比老鼠更多的危险病毒。
漫天飞舞的蝙蝠
第三,蝙蝠的原生病毒库长期以来在哺乳动物别封闭。蝙蝠会飞,加上长期以来栖息在其他哺乳动物很少出没的地方,因此一直是缺乏哺乳动物天敌的,它的天敌主要是猛禽。越陌生的病毒就越致命,人类食用蝙蝠如同打开“潘多拉盒子”。
第四,体温原因。多数哺乳动物以及人类体温都是37℃,蝙蝠却是40℃,它体内的病毒早已适应了高温。当人体试图通过发烧和炎症杀死病毒的时候,这些来自蝙蝠体内的病毒却像回家一样舒服。
古老的“活化石”?
有人说蝙蝠体内病毒多而且抗病毒能力强,是因为它古老,甚至说它是幸存至今的史前动物,这是不正确的。现存的所有生物都有相同长度的进化历史,谈不上谁更古老。蝙蝠与人类所属的灵长目动物一样,都起源于恐龙时代晚期,发扬光大是在恐龙灭绝以后。
伊神蝠复原图,生活在距今5250万年前
所谓活化石,就是孑遗生物,指的是一种生物的近缘种都已经灭绝,而自身仍保持祖征,比如大熊猫。蝙蝠作为一个目级的大单位有1200多种,其最近的亲戚食肉目和有蹄类至今仍很繁盛,显然不符合活化石的定义。
正确的表述是,蝙蝠的进化比较缓慢,5000万年前发现的蝙蝠化石已经基本是今天这个样子了。这说明蝙蝠在演化初期就找到了适合的生态位,之后没有做太多调整。作为哺乳动物唯一的空军,蝙蝠非常成功,翼手目种类占现存哺乳纲总数的23%,为仅次于啮齿目(老鼠)的第二大目,就是很好的证明。
非洲的埃博拉病毒,就是存在于蝙蝠体内,蝙蝠寸病毒相安无事,说明蝙蝠具有强大的免疫能力,其实蝙蝠所在的环境很差,身上的细菌非之多。
人和动物一生都在与细菌病毒打交道,其实,越讲究卫生的人,免疫能力越差于不讲究卫生的,这个你可以去现实中详细比较,只是不讲究的人,看上去不舒服而已。
蝙蝠生活习性是昼伏夜出,所有飞禽、猛禽,都夜伏昼出,也是由于它的夜视功能造成的。避开了天敌,才长久存在於世。
野生动物的免疫力都比人类强多了。
感觉只能说适者生存 可能需要的环境条件要求没有那么高
蝙蝠的祖先可能就是翼龙?果真如此的话蝙蝠在这个地球上生活的历史就更长了,也许比我们人类的历史还要长得多。任何动物要生活繁衍下去,肯定必须有自己的生存绝招。蝙蝠昼伏夜出,长期见不到阳光又生活在阴暗潮湿的洞穴之中,自己排泄的粪便肯定会产生很多病毒,久而久之就迫使他们逐渐产生了一个强大的免疫系统,几乎达到了百毒不侵的地步……
反观我们人类,随着文明程度的不断提高,卫生条件不断改善,免疫能力也渐渐“懒惰”下来了,即我们的人体免疫力是越来越娇气了。一旦隐藏在野生动物中的这些原始病毒不小心传染给了我们人类,我们人类这个“弱不禁风”的免疫系统就不堪一击了。鼠类和蝙蝠等许多野生动物身上都暗藏着很多“病毒杀手”。目前看来,我们人类除了提升自己的免疫系统来抵抗之外,其它任何药物几乎都是无能为力的。最好的办法就是“珍爱生命,远离野生动物”了……
蝙蝠存活到现在的原因,携带多种病毒免疫力强只是一方面,自然界的捕食者每年捕获的蝙蝠不在少数,它们会飞、夜间活动也是它们生存的原因。蝙蝠是比任何其他哺乳动物都更危险的病毒来源。进化和强大的免疫系统使它们成为完美的宿主。
我们不断听到蝙蝠携带的病毒,它们的毒性和破坏力非常突出。最近,一些科学家将冠状病毒的流行归咎于它们。 在一般人的记忆中,蝙蝠是一些容易引发恐惧的人畜共患病毒的罪魁祸首——那些从动物传播到人类的病毒。埃博拉、、马尔堡、尼帕以及更多的疾病都可以追溯到世界上唯一能够持续飞行的哺乳动物。
让蝙蝠飞向天空的一些相同的适应性能力也赋予了它们高功能的免疫系统。这种强大的免疫反应阻止了入侵的病毒,促使它们比在其他宿主体内适应得更快。这往往会产生比在其他生物身上发现的病原体更致命的病毒。因此,当其中一个真的到人类身上时,后果往往令人担忧。 病毒可以在蝙蝠宿主体内更快地复制,而不会伤害蝙蝠。但当它出现在缺乏蝙蝠免疫系统的东西中时,它的毒性非常强。
人类患这些疾病的死亡率高于其他动物的病毒。 但是到目前为止,对于蝙蝠为什么会成为危险病毒的滋生地,科学研究还没有得出什么结论。布蝙蝠免疫系统——以及它所繁殖的无情病毒——是它们进化到天空的方式的影响。 飞行“在生理上极其昂贵”,为了与生活在地上的祖先分离,蝙蝠不仅要长出翅膀,还要有比微小的陆地哺乳动物高得多的新陈代谢率。在任何其他动物中——尤其是这么小的动物——这都是以较短的寿命为代价的,因为代谢水平的提高会产生更多对细胞有害的自由基。
蝙蝠似乎是面对这种情况而进化的,因为它们达到了非常高的新陈代谢率,它们身体很小,但寿命很长。 它们似乎已经在一系列生理途径中找到了终极抗衰老血清,这些生理途径可以减轻它们身体的压力,修复DNA损伤和炎症,使它们能够活40年。而其他类似大小的啮齿动物可能只活几年。
蝙蝠将这些进化技巧与另一种工具相结合:干扰素-α。这是哺乳动物免疫反应中常见的一种蛋白质,用于向全身其他细胞发出信号,表明它们必须增强自身抵御即将到来的攻击。 这导致下游细胞进入抗病毒状态,基本上限制了病毒进入邻近细胞,并阻止了感染的发展。 由干扰素引发的免疫反应也会产生炎症,这种炎症会导致伴随疾病而来的疼痛感觉。太多的干扰素会严重损害人体,但是因为蝙蝠适应了最小化炎症,它们可以将这种干扰素反应发挥到极致。
澳大利亚黑狐蝠,它有永久备用的干扰素储备来抵抗感染。这就允许了一种即时、强有力的防御,这种防御会压倒没有蝙蝠抗炎路径的动物。 它们强大的防御能力意味着蝙蝠细胞有效地将自己与病毒隔离开来。但这并不意味着病毒消失了。
取而代之的是,它们会在蝙蝠体内逗留,可能会在蝙蝠的一生中一直存在——并以其他物种所没有的速度复制。就这样诞生了我们这个时代一些最严重的疾病。 当这些蝙蝠般坚强的病毒扩散到人类群体中时,它们通常会比其他来源的病菌对我们的身体造成更大的伤害。
地球真正的主人,其实就是微生物,蝙蝠等等宿主,这是她们的仆人和使者而已
温度高
【原标题】科普:为什么蝙蝠感染冠状病毒后不会生病
新华社北京5月7日电(记者彭茜)从中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒、严重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒,再到如今的新冠病毒,蝙蝠被认为可能是多种冠状病毒的自然宿主。为何蝙蝠长期携带冠状病毒而不生病呢?近日,一项新研究揭示了其中“奥秘”。
一项新近发表于英国《科学报告》的研究以实验验证了蝙蝠细胞可和病毒长期共存的假说。研究人员让MERS冠状病毒对一种大棕蝠的细胞进行长达126天的持续感染,并通过检测蛋白质、转录体和基因等方式分析被感染细胞。研究发现,尽管MERS冠状病毒进入人体后会杀死人体细胞,但却可在蝙蝠细胞中与宿主长期“和平共处”。
研究人员介绍,一旦暴露于病毒之下,蝙蝠的“超级”免疫系统就会维持自然的抗病毒反应,该功能在包括人类在内的很多物种中都被“关闭”了。研究显示,与正常细胞相比,长期被感染的大棕蝠细胞中I型干扰素的基础水平非常高,可能抑制了病毒的持续复制。
与此同时,MERS冠状病毒本身也迅速产生了特定基因突变,从而适应蝙蝠细胞。被感染的蝙蝠细胞还具有抵御病毒重复感染的能力。综合上述原因,大棕蝠可在长达数月时间内持续携带MERS病毒而不患病。
但论文通讯作者、加拿大萨斯喀彻温大学微生物学家维克拉姆·米斯拉说,如果蝙蝠遇到一些压力,如感染其他疾病、被迫离开栖息地,其免疫系统与病毒的平衡可能会被打破,导致病毒增殖并可能向其他物种传播。
蝙蝠是上千种病毒的天然宿主,有研究认为每种蝙蝠平均携带17.22种可能使人生病的病毒。研究人员曾分析一个含有2805种哺乳动物病毒的数据库,发现蝙蝠身上可能会威胁到人类的病毒数量最多,是排在第二位的哺乳动物——灵长目动物的两倍,啮齿动物排第三。蝙蝠可直接将病毒传染给人类,也可能会先传染灵长目动物等其他动物,再传给人类。
中国科学院武汉病毒研究所等机构研究人员2月曾在英国《自然》杂志发表论文说,他们发现新冠病毒与蝙蝠身上的TG13冠状病毒毒株基因序列一致性高达96%。TG13是迄今已知的与新冠病毒基因最相近的毒株,表明蝙蝠很可能是新冠病毒的自然界宿主。
尽管蝙蝠会携带多种病毒,但科研人员也强调人们不应将其视作“敌人”。西班牙《世界报》网站日前援引美国俄亥俄州立大学科研人员西蒙·里珀格的话说,蝙蝠远非我们的敌人,它们在某些方面也有助于维护人类和生态系统的健康。比如,热带雨林中有的蝙蝠以水果和花蜜为食,从而帮助花卉传粉和播种。而欧洲的食虫蝙蝠则会捕食大量可能引发虫灾的昆虫。
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