生物学家争分夺秒地拯救蝙蝠免遭毁灭性灭绝,转向使用新工具

没有蝙蝠的美国会是什么样子?随着冬天的临近,生物学家们正在寻求新的方法和技术来帮助控制一场可能具有毁灭性的生态灾难。
这张小棕蝠照片摄于 2009 年 3 月 26 日,地点是佛蒙特州的格里利矿。它的脸和翅膀上可以看到白鼻病真菌。Marvin Moriarty/USFWS

四十多年来,汤姆·昆兹一直在新英格兰地区研究蝙蝠。每年,他和波士顿大学的其他研究人员都会前往偏远的洞穴,捕捉蝙蝠并给它们佩戴标记,以追踪它们多年的迁徙模式和活动。在前往蝙蝠的冬眠地——蝙蝠的冬季藏身之处——的旅途中,他已经习惯了洞穴墙壁上成千上万只蝙蝠挤在一起的景象。佛蒙特州的埃奥勒斯洞穴是东北部最大的蝙蝠冬眠地,长期以来一直是超过 10 万只蝙蝠的冬季家园。昆兹像老朋友一样深情地看着它们。但今天他看到的情景让他泪流满面。

两年前,一种新的、强烈的真菌开始肆虐纽约、佛蒙特州和宾夕法尼亚州,摧毁了昆兹自约翰逊政府时期以来一直研究的整个蝙蝠种群。2009 年 1 月,他和一群研究生访问了埃奥勒斯洞穴,眼前的景象让他们惊骇:雪地上有饥饿的蝙蝠爬行的痕迹;洞穴入口外有鸟在吞食蝙蝠的尸体;蝙蝠被冻在冰柱中,它们在试图爬到高处时死亡;洞穴的地板上铺满了蝙蝠的骨头。

“过去两个冬天,你无法踏足洞穴地面而不踩到死蝙蝠。这真是太可怕了,”昆兹说。“我不是一个感情用事的人,但看到这一幕我流泪了……这真是毁灭性的。这在科学史册上是前所未有的。”

随着寒冷的冬季临近,研究人员正在为无数蝙蝠因白鼻病综合征而死亡做准备。与此同时,生物学家们正在使用激光洞穴门、红外相机、温感无线电发射器、基因检测——甚至人造洞穴来追踪蝙蝠和真菌。他们希望技术能够为他们提供关于真菌如何进化、为什么对某些蝙蝠物种比对其他物种更具破坏性,以及或许如何阻止它的线索。

“我们的传统方法让我们束手无策,所以我们正在努力找出我们可以做的事情。我们非常希望技术能帮助我们回答一些问题,”巴克内尔大学的生物学家迪安·里德(DeeAnn Reeder)说。

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自 2006 年以来,美国东北部约有 100 万只蝙蝠在冬眠期间死亡。罪魁祸首是白鼻病综合征(WNS),它是由一种名为*Geomyces destructans*的真菌引起的,生物学家们认为这种真菌来自欧洲。蝙蝠每隔几天就会醒来,消耗它们宝贵的脂肪储备;最终,它们会冻死、饿死或被机会主义捕食者捕食。

Marianne Moore/via Boston University

8 月份发表在《科学》杂志上的一项研究表明,对于最常见的蝙蝠物种——小棕蝠来说,情况将变得更加严峻。在最坏的情况下,该研究预测在 16 年内该物种将面临 99% 的区域性灭绝。这项研究的主要作者、加州大学圣克鲁斯分校的博士后研究员温妮弗雷德·弗里克(Winifred Frick)表示,这是一个严峻的景象。

“它们并不是在缓慢下降,然后这种东西开始侵袭它们。它们原本过得很好,”她说。

蝙蝠是高度社会化的动物,它们在冬季挤在一起冬眠,并在长距离迁徙以进行交配。*G. destructans*很可能通过蝙蝠传播,但研究人员也认为人类也可能传播它;本月早些时候,美国鱼类及野生动物管理局关闭了西部各国家公园和废弃矿井的洞穴,希望防止不知情的洞穴探险者传播真菌。FWS 还拨款 160 万美元用于研究这种疾病。

在本月晚些时候于丹佛举行的年度蝙蝠会议上,生物学家们将讨论防止真菌传播到美国西部和墨西哥的努力,那里蝙蝠是重要的传粉者和昆虫捕食者。

昆兹说,一只小棕蝠从 4 月到 10 月,每晚会吃掉相当于其体重一半的昆虫。当一只母蝙蝠哺乳它的幼崽时——蝙蝠每年只产一胎——它每晚会吃掉相当于其体重的食物。乘以几百万只蝙蝠,这意味着整个北美地区每天有数吨昆虫被从空气中清除。

2008 年,昆兹和十几位合作者研究了德克萨斯州一个 8 个县地区 120 万只巴西游离尾蝙蝠的经济影响。他们发现,如果蝙蝠灭绝,农民们每到夏天就要花费 75 万至 120 万美元购买农药来保护他们的棉花作物。

“没有蝙蝠,人们最终会使用更多的农药,水和土壤的污染会加剧,人类的污染也会增加,”昆兹说。

北科罗拉多大学的生物学教授里克·亚当斯(Rick Adams)正在为白鼻病综合征袭击美国西部最坏的情况做准备。他指出,受影响的蝙蝠种群在两年内的死亡率高达 80% 至 100%。

“如果它蔓延到西部,它将进一步加速蔓延,并影响到更多种类的蝙蝠,”他说。“从生态上看,这将是一种末日般的场景。”

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为了追踪患白鼻病的蝙蝠的异常行为,里德和她在巴克内尔大学的同事们在蝙蝠背部粘上亮片。iButton 数据记录器的大小约等于一颗 M&M 糖;为了让它们更小,里德和她的团队将它们打开,缩短了电路板,并更换了更轻的电池。

“我们所做的一半是高科技,另一半是胶带和临时凑合,”她说。

美国鱼类及野生动物管理局

这些设备可以记录 32,000 个温度读数,提供蝙蝠冬季活动的详细情况。它们应该处于麻痹状态,每隔几周才会苏醒一次。但里德说,iButton 显示,生病的蝙蝠每隔几天就会醒来。

它们对触摸的反应也不正常,这表明它们的感觉系统出了问题。里德用画笔轻轻触碰蝙蝠,并监测它们的体温以评估它们的反应。

她还使用人造洞穴——她形容它们是经过美化的冰箱——来比较健康蝙蝠和患病蝙蝠的行为,并在受控环境中研究病原体。她现在正在田间让生物学家收集蝙蝠,并将它们带到她的实验室在人造洞穴中冬眠。她说,她希望在 11 月中旬前收集到 500 只蝙蝠。

里德还对她家乡宾夕法尼亚州各地蝙蝠的损失感到震惊。她一个经常研究的地点,欣德尔铁矿,通常有 1000 多只蝙蝠。现在只有六只。

昆兹使用热成像仪和闭路电视来统计蝙蝠;他使用了一个视觉算法系统,可以将每只蝙蝠作为一个像素在屏幕上跟踪,从而提供准确的计数。

Mylea Bayless,德克萨斯州奥斯汀的蝙蝠保育国际组织的保育员说,其他人正在使用一种红外激光“光束中断”系统来追踪蝙蝠。该系统包括在洞穴入口两侧放置成对的激光器。当蝙蝠进出洞穴时会中断光束,研究人员可以通过它们中断光束的方式来判断它们的移动方向。威斯康星州的生物学家开发了该系统来追踪蝙蝠种群,但它也是一种有效的观察白鼻病综合征迹象的方法。

“蝙蝠在一月份在威斯康星州飞行是不正常的。如果我们看到一年中或一天中的某个时间出现异常的活动高峰,这就可以触发警报,让生物学家去检查,”Bayless 说。

今年夏天,保育员们在肯塔基州和印第安纳州南部的濒危蝙蝠栖息地安装了四个系统。Bayless 说,虽然有计划在田纳西州、伊利诺伊州和密苏里州安装更多,但这些设备价格昂贵。

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除了追踪生病的蝙蝠,生物学家们还在寻找帮助幸存蝙蝠的方法。昆兹将在丹佛的会议上发表一篇关于在建筑物中提供人造栖息空间的论文,尤其是在蝙蝠种群因白鼻病综合征而大量减少的地区。

“当这种情况发生时,你就没有成群的蝙蝠温热的身体聚集在一起,这不利于它们的幼崽生长,”他说。

栖息模块提供封闭空间,让少量蝙蝠可以挤在一起,确保温度足够温暖,以便幼崽生长和母蝙蝠产奶。
他说,后院的蝙蝠屋也有帮助。

但要确切了解发生了什么以及生物学家应该怎么做,还有很多工作要做。FWS 的拨款提供了一些帮助,但生物学家们表示他们需要更多的资金,用于基因检测以确定抗性;现场测试以在真菌显现之前进行定位;以及研究可能的抗真菌治疗。真菌学家们在 9 月份表示,他们已经配制了白鼻病真菌的治疗方法,但蝙蝠生物学家们仍然持怀疑态度。

亚当斯认为,蝙蝠的损失将迫使人们采取行动,这仅仅是因为其连锁反应。

“这种情况是人类肯定会看到其影响之一。就像你的健康一样;在它消失之前,你不会去想它或注意到它,”他说。“蝙蝠每晚从空中清除大量的昆虫,而我们却很少感谢它们。当它们消失时,人们真的会开始注意。”

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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