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劉銳| 生物多樣性和棲息地喪失將會(huì)加劇人類感染性疾病的發(fā)生 — 寫在地球日50周年
2020-04-24

一、問題的提出 

當(dāng)前,新冠肺炎(COVID-19)在全球的大流行,給世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和安全穩(wěn)定帶來了極大的影響,也為人類重新認(rèn)識(shí)生物多樣性及棲息地喪失與感染性疾病(Emerging Infectious Diseases,EIDs)全球出現(xiàn)之間的聯(lián)系再次敲響了警鐘。隨著傳染病毒越來越多地從野生動(dòng)物蔓延到人類,我們地球上的生物多樣性正在以驚人的速度消失, 人類感染性疾病也在世界范圍內(nèi)頻繁爆發(fā)。現(xiàn)在,全球的傳染疾病生態(tài)學(xué)家們都在熱烈討論生物多樣性和棲息地的喪失是否會(huì)導(dǎo)致高危感染性疾病風(fēng)險(xiǎn)的增加。在人類不斷認(rèn)識(shí)自然世界的今天,必須對(duì)疾病生態(tài)學(xué)予以認(rèn)真地探究已成為國(guó)外學(xué)界的共識(shí)。美國(guó)科學(xué)家Samuel Scheiner指出,生態(tài)和生物機(jī)制支配著人類誘發(fā)的生態(tài)環(huán)境變化與感染性疾病傳播間的關(guān)系,而疾病生態(tài)學(xué)則正是研究這一關(guān)系的科學(xué)。有資料表明,近20年來,在全世界范圍內(nèi),出現(xiàn)了大量新的感染性疾病,這些新的感染性疾病的出現(xiàn)嚴(yán)重地危害了生活在地球上人類的身心健康。

二、最新研究進(jìn)展

最近,美國(guó)蒙大拿州大學(xué)的研究人員,在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上的文章中發(fā)表了一項(xiàng)新的研究,并給出了一些答案。文章首次展示了物種多樣性對(duì)同一宿主-病原體系統(tǒng)中的疾病傳播既有積極影響,也有消極影響。對(duì)于許多物種來說,更多樣化的群落降低了感染風(fēng)險(xiǎn),這被稱為“稀釋效應(yīng)”,因?yàn)樯锒鄻有韵♂屃烁腥尽H绻@是一種普遍現(xiàn)象,那么保護(hù)地球上的生物多樣性對(duì)動(dòng)物保護(hù)和人類健康都是雙贏的。

然而,一場(chǎng)關(guān)于這種現(xiàn)象是否是普遍現(xiàn)象的爭(zhēng)論異常激烈,因?yàn)閷?duì)于一些系統(tǒng)來說,更多樣化的物種社區(qū)增加了疾病風(fēng)險(xiǎn),這被稱為“放大”效應(yīng)。對(duì)其他系統(tǒng)來說,生物多樣性沒有持續(xù)的影響,使其與疾病的關(guān)系不明。

在最新一期的PNAS中,疾病生態(tài)學(xué)家Luis指出嚙齒動(dòng)物中的罪名漢坦病毒表現(xiàn)出顯著的稀釋作用。鼠類群落多樣性較高的地區(qū),鹿鼠漢坦病毒感染率較低,是該病的主要傳染源。當(dāng)病毒擴(kuò)散到人體時(shí),它會(huì)引起漢坦病毒肺綜合征。Luis的研究表明鹿鼠密度引起稀釋效應(yīng)。在更多樣化的社區(qū),同一地區(qū)嚙齒類動(dòng)物的種類越多,競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致老鼠越來越少,疾病傳播速度也越來越慢。這項(xiàng)研究的結(jié)論說明,更多的生物多樣性意味著更少的疾病。

關(guān)于這個(gè)問題,疾病生態(tài)學(xué)家之間的爭(zhēng)論也很激烈,雖然這項(xiàng)研究并不能完全解決爭(zhēng)論,但它提供了一個(gè)有趣的視角——生物多樣性增加是否能減少疾病風(fēng)險(xiǎn)的爭(zhēng)論,可以通過深入研究決定疾病傳播的不同機(jī)制來解決。

奧本大學(xué)的研究人員發(fā)表了一個(gè)新的假設(shè),可以為研究棲息地喪失與傳染病全球出現(xiàn)之間聯(lián)系的新科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。

在全球范圍內(nèi),科學(xué)家認(rèn)為生物多樣性和棲息地喪失與新出現(xiàn)的傳染病有關(guān),這些傳染病從野生動(dòng)物傳播到人類,如埃博拉病毒,西尼羅病毒,SARS,馬爾堡病毒、新冠病毒等。奧本大學(xué)團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)新的假設(shè),即共同進(jìn)化效應(yīng),它植根于生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué),以解釋推動(dòng)這種聯(lián)系的潛在機(jī)制。他們提供了一個(gè)關(guān)于棲息地喪失如何促進(jìn)人類感染性疾病出現(xiàn)的新觀點(diǎn)。該團(tuán)隊(duì)整合了生物學(xué)多個(gè)方面的思想,包括疾病生態(tài)學(xué),進(jìn)化生物學(xué)和景觀遺傳學(xué),以提出一個(gè)新的假設(shè),即為什么在森林砍伐的棲息地中感染疾病更容易從野生動(dòng)物蔓延到人類。

疾病生態(tài)學(xué)領(lǐng)域很大程度上基于一種被稱為稀釋效應(yīng)的假設(shè),該假設(shè)在本世紀(jì)初被提出。基本上,生物多樣性保護(hù)可以保護(hù)人類免受新出現(xiàn)的感染性疾病的影響。稀釋效應(yīng)突出了野生動(dòng)物保護(hù)在保護(hù)人類健康方面可以發(fā)揮的關(guān)鍵作用,并改變了對(duì)人畜共患感染性疾病的認(rèn)識(shí)。

通過假設(shè),科學(xué)家提出,當(dāng)人類通過棲息地喪失改變景觀時(shí),森林碎片就像島嶼一樣,生活在其中的野生動(dòng)物宿主和引起疾病的微生物經(jīng)歷快速多樣化,在一個(gè)分散的景觀中,我們會(huì)看到致病微生物的多樣性增加,這些微生物中的任何一種都有可能溢出到人群中,導(dǎo)致感染性疾病的爆發(fā)。

三、研究意義和重要領(lǐng)域

生物多樣性通常在地球上最適合生存的地區(qū)達(dá)到高峰,如在潮濕的熱帶山地、溫暖的海洋島嶼、以及沿溫帶地區(qū)海岸最溫和的地帶。人們發(fā)現(xiàn)許多生物多樣性集中區(qū)域也為人類的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了良好基礎(chǔ),二者的重疊可能會(huì)威脅著全球生物的未來。因此,豐富的生物物種以及越來越嚴(yán)重的人類威脅,使得這些地區(qū)成為全球生物多樣性保護(hù)的熱點(diǎn)地區(qū)。

科學(xué)家們對(duì)全球最瀕危物種的分析結(jié)果指出,這些生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)內(nèi)生長(zhǎng)有地球57%的最瀕危哺乳類動(dòng)物和82%的最瀕危鳥類動(dòng)物。在過去的2000年多內(nèi)已滅絕的物種有很大一部分曾在熱點(diǎn)區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn),如加勒比海、馬達(dá)加斯加、 澳大利亞西南部、新西蘭、波利尼西亞和密克羅尼西亞。

大量事實(shí)說明,人口增長(zhǎng)是生物多樣性及其棲息地喪失的根本原因。隨著世界人口從1950年的25億上升到當(dāng)前的近70億,地球上生物物種豐富的地區(qū)很難在這段人口增長(zhǎng)期逃過大面積的生態(tài)環(huán)境變化。缺少保護(hù)政策和貿(mào)易市場(chǎng)監(jiān)控、國(guó)與國(guó)家之間發(fā)展的不均衡都被認(rèn)為是破壞生物多樣性的重要原因。

人類活動(dòng)已在很大程度上改變了地球三分之二的陸地生境。一些最嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)變化是由于商業(yè)化種植、刀耕火種、道路擴(kuò)展、商業(yè)化采伐和一些開采工業(yè),如采礦和石油勘探,以及最近的城市快速擴(kuò)展所造成的。外來物種入侵和感染性疾病也逐漸威脅物種豐富的生態(tài)區(qū)域,而非法狩獵以及野生動(dòng)物和植物貿(mào)易是大部分熱帶森林和島嶼熱點(diǎn)地區(qū)的種群急劇下降的主要原因之一。

由于種種原因,地球生物多樣性和棲息地的保護(hù)已勢(shì)在必行。生態(tài)系統(tǒng)目前深受人口增長(zhǎng)和消費(fèi)增長(zhǎng)的巨大影響。這種影響極大地加速了物種滅絕的速度。同時(shí),許多證據(jù)告訴我們,生物多樣性能使生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定。然而,關(guān)于為什么地球擁有如此眾多的自然多樣性?物種多樣性在生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定方面究竟起什么作用?生物多樣性和棲息地的喪失對(duì)人類感染性疾病發(fā)生究竟會(huì)起什么樣的負(fù)面作用?我們還有許多需要研究的地方。

首先,我們必須加強(qiáng)保護(hù)科學(xué)研究。175個(gè)國(guó)家于1992年簽約的生物多樣性保護(hù)公約,反映了人類已經(jīng)認(rèn)識(shí)到生物多樣性是維持地球生命的支撐系統(tǒng),并對(duì)其重要性的認(rèn)識(shí)不斷提高。全球政治家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家也終于明白了拯救地球是刻不容緩的。因此,需要從事保護(hù)工作的科學(xué)家迅速收集和分析精確的數(shù)據(jù)和信息,以協(xié)助決策者保護(hù)全球最珍稀和最瀕危的生物多樣性區(qū)域,即全球生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)。通過大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、多邊政府、和非政府機(jī)構(gòu)的合作,著手解決緊急的、全球性的保護(hù)生物學(xué)研究問題。科學(xué)家可以利用現(xiàn)代信息技術(shù)收集數(shù)據(jù),并通過互聯(lián)網(wǎng)傳播研究成果。他們的研究工作能夠鑒別最受威脅的區(qū)域,并利用早期預(yù)警系統(tǒng)在物種被毀滅或感染性疾病爆發(fā)之前發(fā)出警告。

其次,加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)的科學(xué)管理。目前,全球生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)內(nèi)以國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)、保留地或避難所等不同形式得到保護(hù)的總面積為888,789平方公里,僅占地球陸地面積的0.6%,占熱點(diǎn)原始面積的5%,以及占地球未遭破壞面積的40%。這些保護(hù)區(qū)域在全球生物多樣性保護(hù)方面起著關(guān)鍵作用,需要引起高度重視以保證能得到有效的管理和保護(hù)。熱點(diǎn)保護(hù)區(qū)以外其余60%的土地需要更為緊迫的保護(hù),應(yīng)盡快采取措施。同時(shí)應(yīng)當(dāng)更加重視通過更新自然植被、在公園和保護(hù)區(qū)之間建立連接走廊,以擴(kuò)大保護(hù)區(qū)域和提高保護(hù)區(qū)的價(jià)值。

最后,必須盡快建立生物多樣性和棲息地監(jiān)測(cè)體系和生物多樣性大數(shù)據(jù)預(yù)警分析系統(tǒng)。生物多樣性熱點(diǎn)是指那些在生物多樣性方面受到最大威脅的地區(qū)。要使熱點(diǎn)地區(qū)的生物多樣性得到更有效的保護(hù),必需了解熱點(diǎn)地區(qū)的生物價(jià)值和它們所面臨的嚴(yán)重威脅,以及這些因素是如何隨時(shí)間的變化而變化的。同時(shí)還應(yīng)了解負(fù)責(zé)生物多樣性保護(hù)組織機(jī)構(gòu)的工作能力。了解這些機(jī)構(gòu)是否有能力控制生物多樣性的破壞?是否具備了有效的保護(hù)知識(shí)和必要的保護(hù)工具和技術(shù)?研制和開發(fā)許多熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)的新技術(shù),將有助于提高監(jiān)測(cè)和掌握影響生物多樣性的諸多發(fā)展趨勢(shì)的能力,如政治的、經(jīng)濟(jì)的、人口的、健康的、氣候的和土地利用的等。這些技術(shù)將使科學(xué)家和保護(hù)機(jī)構(gòu)有能力建立和應(yīng)用真正行之有效的保護(hù)措施。比如,應(yīng)用衛(wèi)星遙感圖像分析能夠更精確地描述大面積的森林砍伐、監(jiān)測(cè)森林覆蓋率的變化,以及測(cè)定特殊區(qū)域內(nèi)的棲息地變化。互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)能使全球的科學(xué)家分享數(shù)據(jù)、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),并利用這些技術(shù),建立熱點(diǎn)地區(qū)的監(jiān)測(cè)體系,建立物種資源數(shù)據(jù)庫(kù)信息系統(tǒng),并通過大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)在科技人員和科研機(jī)構(gòu)之間建立監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),對(duì)熱點(diǎn)地區(qū)內(nèi)的生物價(jià)值、社會(huì)經(jīng)濟(jì)威脅、感染性疾病疫情發(fā)展和保護(hù)能力等進(jìn)行綜合評(píng)判和預(yù)警。


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