第1章 病毒兄弟:蚊子与蚊媒传染病
蚊子飞行时会嗡嗡作响。1.9亿年以来,这是最易辨认却又最让人心烦意乱的声音之一。经过漫长的一天,你完成了徒步旅行,与家人或朋友露营休息。你迅速冲了个澡,全身放松,躺在草坪躺椅上。你打开一罐冰啤,心满意足地长舒一口气。然而,你还没来得及开怀畅饮,就听到一个再熟悉不过的声音向你徐徐靠近,那声音象征着蚊子的勃勃野心,而它即将让你饱受折磨。
黄昏将至,它最喜欢在此时猎食。虽然你听见它伴随着嗡嗡声渐渐靠近,但是随后它却不声不响地落在了你的脚踝上。而此时此刻,因为它通常在靠近地面的位置叮咬猎物,因此你毫无察觉。顺便提一句,只有雌性蚊子才具有如此行为。它蹑手蹑脚,用10秒钟预先勘察,以寻找一条最佳血管。它后背朝外,沉着冷静,稳稳调整其6根刺吸式口器的瞄准镜,瞄准调正,蓄势待发。它将下颚的2根锯齿状切割片(与电动切肉刀颇为相似)插入你的皮肤,进行切割。与此同时,用另外2个拉钩打开一条通路,以方便口器进入。这根口器从其起保护作用的下唇伸出,如同一个皮下注射器。通过这根吸管,它开始从你身上抽吸3~5毫克血液。吸血的同时,它立刻排泄出血液中的水分,使血液中20%的蛋白质成分凝结。自始至终,第6根针头持续不断注入唾液。唾液中含有抗凝剂,可防止你的血液在穿刺处凝固。它因此可以缩短吸食时间,降低你感受到它叮咬的可能,避免你对你的脚踝来一巴掌,将它拍成肉泥。抗凝剂会引发过敏反应,形成一个发痒的肿包。这是它留下的离别礼物。蚊子叮咬是一种为了繁殖而进行的吸食仪式,这一过程错综复杂,富有创意。它需要用你的血液让它的卵生长成熟。
请不要感到自己鹤立鸡群、独一无二,或把自己视为天选之子。在它面前,无人能够幸免。这是这只野兽与生俱来的本性。根据流传至今的传说,与男性相比,蚊子对女性青睐有加;与拥有一头深色头发的人相比,它们更倾向于叮咬金发与红发人群;或者,你的皮肤颜色越深或与皮革颜色越接近,你就越可能免受其扰。这些传说均与事实相差很大。然而,蚊子的确有所偏好。与其他人相比,某类人遭蚊子叮咬的概率更高。这一点千真万确。
与A型、B型或AB型血相比,O型血似乎是蚊子的首选。O型血人群遭蚊子叮咬的次数是A型血人群的两倍,而B型血人群遭叮咬的次数介于二者之间。1998年,迪士尼与皮克斯在电影《虫虫危机》中,描绘了一个场景。一只醉醺醺的蚊子点了一杯“O型阳性血腥玛丽”。两家公司在制作这一片段之前一定做足了功课。有些人的皮肤天生含有更高水平的某类化学物质,尤其是乳酸,这似乎对蚊子更具吸引力。通过此类元素,蚊子可以判断你的血型。化学成分可以决定个人皮肤的细菌情况,产生独一无二的体味。而吸引蚊子的化学物质与此类化学物质完全相同。虽然你可能冒犯他人,也许还会感到不适,但是在此种情况下散发出令人作呕的味道却是一件好事。因为这会增加你皮肤的细菌水平,减少你对蚊子的诱惑力。保持干净是一种美德。脚臭除外,因为臭脚会释放一种细菌(与发酵奶酪或使其结壳的细菌完全相同)。这种细菌能让蚊子春心荡漾。除臭剂、香水、肥皂及其他芳香剂也对蚊子颇具诱惑力。
虽然对许多人而言,有一点似乎有失偏颇,其原因依旧成谜,但是喝啤酒的人的确对蚊子具有吸引力。身着亮色并非明智之举。因为蚊子捕猎既依靠嗅觉,又依靠视觉。前者主要有赖于潜在目标的二氧化碳呼出量。因此,你的剧烈活动、自然呼气只会吸引蚊子向你进发,让你陷入更大危险之中。它可以在60多米外感应到你呼出的二氧化碳。比如,在你锻炼的过程中,你的呼吸更为急促,二氧化碳呼出量会增加。与此同时,你也会汗流浃背,释放化学物质,其中主要为乳酸,也因此吸引了蚊子的注意力,让蚊子胃口大开。最后,你的体温会上升,对于即将对你伸出魔口的蚊子而言,这是一个可轻而易举辨认的热信号。由于孕妇呼出的二氧化碳量比常人多20%,而且其体温也比常人略高,因此她们被叮咬的次数是常人的两倍。显而易见,由于孕妇可能感染寨卡病毒与疟疾,这对母亲与胎儿而言都不是好消息。
请你不要去洗澡,也不要涂上除臭剂、练习挥棒击球或将你爱不释手的啤酒与最喜欢的T恤放在一旁。因为遗憾的是,不论你是什么血型、释放何种天然化学成分与细菌、呼出多少二氧化碳、新陈代谢如何或者是否臭不可闻,在你吸引蚊子的所有特性中,有85%乃与生俱来,植根于你的基因中。最终,蚊子无论如何都会找机会从任何暴露在外的目标身上吸食血液。
与雌蚊不同,雄蚊并不吸血。雄蚊的世界围绕两件事展开:吸食花蜜和进行交配。与其他飞行昆虫一样,当雄蚊整装待发,准备交配时,雄蚊会聚集在一个凸状物之上。这种凸状物可以是烟囱、天线、树木与人,类别多种多样。如果在我们散步途中,虫子成群结队紧紧跟随,在我们头顶嗡嗡作响,我们之中许多人会叫苦不迭,唉声叹气,挥手驱赶。但是它们依然阴魂不散。你并非小题大做,也并非凭空想象。你应将其视为一种恭维与尊重。你因雄蚊而享有“蚊群标记”这一殊荣。有照片证明,在空中,雄蚊群规模可铺天盖地,其长度可达300多米,形如一个龙卷风漏斗云。随着求偶心切的雄蚊坚定不移地在你头顶集结成群,雌蚊会飞入蚊群,寻找一位如意郎君。虽然雄蚊在其一生中会频繁交配,但是雌蚊仅需交配一次,便能多次繁育后代。它会将精子储存,然后逐个分配,以供每次产卵使用。对于雌蚊生殖而言,有两个部分不可或缺,而它的一时激情已帮它获取了其中一部分。另外缺少的部分就是你的血液了。
让我们回到我们的露营场景中。你刚刚远足归来,兴致犹存。随后,你向浴室走去。在冲澡过程中,你用香皂与洗发水涂满全身,厚厚的一层泡沫将你覆盖。淋浴完毕,你擦洗干净,在身上喷上适量香体喷雾与除臭剂。最后你穿上你那套色彩亮丽、红蓝相间的海滩装。黄昏将至,疟蚊的晚餐时间也越来越近。而你则坐在你的草坪躺椅上,名正言顺地喝着冰啤,全身心放松下来。你已经倾尽所有,吸引一只饥肠辘辘的雌性疟蚊来到身旁(顺便提一句,我刚刚把座位挪到距你最远的地方)。就在刚刚,在一群满怀渴望的雄蚊群中,这只雌蚊完成交配,心甘情愿上你的钩,然后带着你的几滴血匆匆离开。
雌蚊刚刚享用完血液大餐,其携带血液重量是自身体重的三倍,因此迅速落在最近的垂直面,在重力帮助下,继续将水分从你的血液中排出。在未来几天里,这只雌蚊将利用这份浓缩血液,促进其所产虫卵的生长发育。然后,在你结束活动踏上回家之路时,这只雌蚊则在一个受压变形的啤酒罐上,找到一小摊水,将大约200枚虫卵产在水体表面。这些虫卵会漂浮在水面上。而那个啤酒罐则是你清理垃圾时的漏网之鱼。虽然并非次次如此,但是大多数情况下,雌蚊都将虫卵产在水中,从水塘到小溪,再到一个老旧集装箱底部、一个废旧轮胎或一个后院玩具中的一小摊积水,任何水体都能满足其需要。某类蚊子青睐特定类型的水,比如淡水、咸水或微咸水(一种混合水),而对于其他蚊子,任何类型的水都能符合其要求。
蚊子的寿命很短,一般为1~3周,最长可达5个月。在其极其短暂的一生中,我们身边的蚊子将叮咬不息,产卵不止。虽然其飞行高度最高可达3200米左右,但是与大多数蚊子一样,它的活动范围几乎从不超过其出生地半径400米。虽然天气凉爽时,虫卵孵化时间会相应增加,但是在高温情况下,在两到三天内,虫卵孵化后会变成摇摇摆摆的水生孑孓(儿童期)。这些孑孓在水面搜寻食物,不用多久,就会变成大头朝下、弯腰驼背、身体倾斜的孑孓(青少年期)。这些孑孓将尾部置于水中,从中伸出两个“喇叭”,以便呼吸。几天以后,一层保护性外壳缓缓开裂,身体健康的蚊子成虫便展翅起飞。新一代雌蚊如梦魇女妖一般,与上一代一样,迫不及待想在你身上大快朵颐。这种令人印象深刻的成长过程大约需要一周时间。
自现代蚊子首次出现以来,这一生命周期便在地球上循环往复,未曾间断。研究表明,在外形方面,蚊子的祖先与当今的蚊子别无二致。它们早在1.9亿年前便出现在地球上。在昆虫化石之中,琥珀最具价值。因为琥珀捕捉到最细微的细节,包括虫网、虫卵及其被埋葬时完好无损的内部结构。本质上,琥珀是石化的树液或树脂。历史上最古老的两只石化蚊子便被保存于琥珀之中。一只位于加拿大,另一只位于缅甸。两个琥珀于8000万~1.05亿年前形成。虽然如今我们无法辨认此类原始吸血鬼生存的环境,但是蚊子依旧如一。
与我们当前生活的地球相比,当时的地球有着天壤之别。与当前的动物相比,当时将地球称为家的大多数动物亦是如此。我们如果回顾地球生命的进化史会发现,尤为突出的是,昆虫与疾病狼狈为奸。45亿年前,地球诞生不久之后,单细胞细菌是最早出现的生命形式。在多种多样的气体与广阔无垠的原始海洋熔炉中,单细胞细菌横空出世。随后,它们迅速站稳脚跟,形成一定生物量。其数量是所有其他动物总量的25倍。与此同时,单细胞细菌也构成石油与其他化石燃料的基础。在一天时间里,一个单细胞细菌能够生产超过4×1021个单细胞细菌,而地球其他所有生命均难以企及。对于地球其他生命而言,单细胞细菌既不可或缺,也是基础成分。随着繁殖活动开始,单细胞细菌进行无性繁殖与细胞分裂,以适应环境,并在其他生物宿主身上或体内找到更为安全、有利的居所,在那里永久定居。在人类身体中,其所包含的细菌量与人体细胞量几乎相同。在极大程度上,此类共生关系一般能够帮助宿主与寄生菌实现互利共赢。
导致问题出现的原因是许许多多的不良组合。当前,人类已经鉴定出超过一百万种微生物,但是其中只有1400种有可能对人类造成伤害。比如,能导致肉毒杆菌食物中毒的细菌若产生12盎司(一个标准易拉罐的容量)的毒素,则足以将地球上任何一个成年人置于死地。随后,病毒诞生于世,寄生虫接踵而至。这反映了其细菌父母的寄居安排,形成了疾病与死亡这对无可匹敌的组合。面对这些微生物,细菌父母的唯一责任便是繁殖、繁殖再繁殖。细菌、病毒、寄生虫、蠕虫与真菌已经秘而不宣地散布苦难,支配人类历史进程。这些病原体为何会不断进化,将自己的宿主赶尽杀绝?
我们如果可以暂时放下偏见,便能发现,这些微生物与我们一样,通过自然选择之旅,将生命延续至今。这也是它们依然能让我们疾病缠身,而我们却难以将其斩草除根的原因。你也许心存困惑:若送宿主升天,似乎是自取灭亡,有百害而无一利。虽然疾病会夺去我们的生命,但是病状正是微生物对我们的召唤,让我们为其扩散繁殖助一臂之力。你若静下来仔细思考,会发现这招让人拍案叫绝。一般情况下,细菌在保证自身能够传染复制之后,才会杀死宿主。
有些细菌不声不响,等待其他生物将其一口吞下,比如会引发“食物中毒”的沙门氏菌及各类蠕虫。实际上,这是一种动物吃掉另一种动物。水源性或痢疾类传染病涵盖范围广泛,包括贾第虫病、霍乱、伤寒、痢疾及肝炎。其他传染病还包括普通感冒、肠胃炎、流感。此类疾病通过咳嗽与打喷嚏进行传播。有一些传染病会直接或间接通过病变、疮口、污染物或咳嗽传播,天花便是如此。当然,严格地从进化论立场来看,我个人最感兴趣的是那些在我们以亲密之举繁衍后代的同时,偷偷摸摸完成繁殖的病菌!其中包括所有会导致性传播疾病的微生物。胎儿在母亲子宫内便可感染多种祸患无穷的疾病。
本书还涉及其他会导致伤寒、黑死病、美洲锥虫病、锥体虫病(非洲嗜睡病)的病菌。此类病菌通过带菌体(传播疾病的一个生物体),比如跳蚤、螨虫、苍蝇、扁虱及我们至亲至爱的蚊子,随心所欲地四处扩散。为了尽可能增加生存概率,许多细菌双管甚至多管齐下。微生物聚集的各种症状或转移方式,是专家级进化选择的结果,以此有效生殖,确保其物种生生不息。此类细菌与我们人类一样,倾其所有谋求生存。它们会持续不断地改变形态,躲避我们使用的最佳杀菌手段,因而在进化方面,它们始终更胜一筹。
恐龙王朝千秋万代,从2.3亿年前开始,持续至6500万年前。恐龙统治地球的时间达到令人咂舌的1.65亿年。但是在地球上,恐龙并非形单影只。在恐龙王朝之前、鼎盛时期及瓦解之后,昆虫与其携带的疾病都与恐龙相伴相随。大约3.5亿年前,昆虫首次出现在地球上,随即便吸引了穷凶极恶的疾病大军,建立了前所未有的毁灭联盟。在侏罗纪,蚊子与沙蝇分秒必争,用大规模杀伤性生物武器全副武装。细菌、病毒与寄生虫不声不响、驾轻就熟地继续进化。与此同时,它们不断扩大生存空间,增加宿主类别,打造一个动物挪亚方舟,使之成为其藏身之处。经典达尔文主义选择理论认为,宿主数量增加会提高寄生体的生存与生殖概率。
面对高大威猛的恐龙,穷兵黩武的蚊群并没有望而却步。它们将恐龙视为盘中之物,无时无刻不在搜寻目标。在《恐龙为何饱受困扰?》一书中,作者兼古生物学家乔治·波伊纳与罗伯塔·波伊纳提出:“这些虫源性疾病与长期生龙活虎的寄生虫变化多端,恐龙的免疫系统对此无能为力。通过使用致命武器,具备叮咬能力的昆虫便是食物链中的顶级猎食者。现在,此类昆虫能够像决定恐龙命运一样影响当今世界。”如同今天一样,数百万年前,贪得无厌的蚊子发现了饱腹之道,为自己找到了稳定供应的血制点心。蚊子在嗡嗡作响与贪婪叮咬中享受的这一快乐套餐至今丝毫未变。
皮肤较薄的恐龙在当时如同如今的变色龙与毒蜥(两种动物均携带多种蚊媒传染病)。对于身形微小、不易被觉察的蚊子而言,此类恐龙就是开发成熟的采石场。有的恐龙虽然全副武装,其皮肤两侧有厚厚的被鳞片包裹的角质(如同我们的指甲),但是在蚊子泛滥的情况下,恐龙也是蚊子能够轻易得手的目标。覆盖羽毛、长满绒毛的恐龙更唾手可得。因此,对于蚊子而言,即使是顶盔掼甲的野兽也会不堪一击。简而言之,与当今世界的鸟类、哺乳动物、爬行动物和两栖动物一样,蚊子对所有恐龙一视同仁。
想象一下蚊子泛滥的季节的情形,或你在个人不断增加的经历中与这些顽固不化的敌人决一死战的情形。我们披坚执锐,全身涂满驱蚊剂,点亮香茅蜡烛,点着蚊香,在篝火边彼此紧靠。我们左拍右打,用蚊帐、屏风与帐篷坚守阵地。但是,不论我们做何努力,蚊子总会眼观六路,发现我们装甲下的缝隙与我们的阿喀琉斯之踵。它势不可当,志在必得,誓要用我们的鲜血,行使其不言自明、不可剥夺的生殖权利。它将准星对准我们的暴露区域,刺破我们的衣服。在它不屈不挠的攻势下,虽然我们拼尽全力,努力阻挡,但它却更胜一筹,最终尽享美餐。恐龙也无一幸免,只不过恐龙没有防御措施。
在恐龙时代,由于气候炎热潮湿,蚊子全年四处觅食,朝气蓬勃,进而数量大增,兵强马壮。专家将此时的蚊子比作加拿大北极地区的蚊群。劳伦·卡勒博士是达特茅斯学院北极研究所的一位昆虫学家。他说:“在北极,蚊子的猎物屈指可数。因此,它们一旦发现一个猎物,便会变得丧心病狂。它们冷酷无情,不知疲倦,永无休止。只需几秒钟,它们便可将你淹没。”驯鹿越是努力逃离蚊子的突然袭击,就越无法进食、迁徙或进行社交,进而导致其数量严重下降。蚊群如狼似虎,以每分钟9000次的频率叮咬幼年驯鹿,能够真真正正让其因失血过多而死亡。若用人做对照,蚊子仅需2个小时,就能吸走一个成年人一半的血液。
琥珀中的蚊子样本包含感染各类蚊媒传染病的恐龙血液。这些疾病包括预示患上黄热病的疟疾,还包含虫病。引发此类虫病的寄生虫与如今引发犬心丝虫病及象皮病的寄生虫类似。毕竟,在迈克尔·克莱顿的小说《侏罗纪公园》中,人类正是从琥珀中蚊子的腹部提取恐龙血液,才获取了恐龙的DNA(脱氧核糖核酸)。人们使用与CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,规律间隔成簇短回文重复序列)相似的技术,通过基因工程,培育出新生的活恐龙,创建了一座史前公园版的多伦多非洲狮野生动物园,也因此赚得盆满钵满。在该小说的同名电影剧本中,存在一个不易察觉却至关重要的细节性错误。1993年,史蒂文·斯皮尔伯格根据该剧本,拍摄出轰动一时的同名电影。电影中描绘的蚊子是为数不多无须血液便可繁殖后代的蚊种!
许多蚊媒传染病让当今人类与动物饱受折磨。而在恐龙时代,此类疾病便已活跃于世,以其高感染率、高致死率,肆虐横行。有迹象一清二楚地显示,在一只霸王龙的血管中,同时存在疟原虫及其他几种寄生虫。除此之外,在各种各样恐龙的粪化石(石化恐龙粪便)中,人们也发现了疟原虫与其他寄生虫。虽然如今蚊子会向爬行动物传播29种不同类型的疟疾,但是它们并没有出现症状,或者是它们能够忍受其症状带来的痛苦。其原因在于,爬行动物已获得后天免疫力,能抵抗疟疾这种古老的疾病。然而,恐龙不会为自己构建这一保护罩。因为在大约1.3亿年前的恐龙时代,疟疾才刚刚成为蚊媒传染病队伍中的新兵。波伊纳提出假设称:“在节肢动物传播的疟疾还是相对较新的一种疾病时,在获得一定程度免疫力之前,恐龙遭受了毁灭性影响……疟原虫已进化出复杂的生命周期。”在近期的试验中,研究人员向变色龙体内注射几种疟原虫,结果变色龙全部死亡。虽然在这些疾病中有许多并不足以致命,但是它会像今天一样,让感染者虚弱无力。遭到感染的恐龙无法行动、疾病缠身、无精打采,极易遭受攻击,成为食肉动物的瓮中之鳖。
历史并非被妥善保存于精心标记的盒子之中。因为历史事件并非彼此独立存在,而是共同存在于一个广泛的影响范围之内,相互作用,相互影响。鲜有因单一因素而出现并发展的历史事件。大多数历史事件是在更为广泛的历史叙事背景下,相互交织影响的网络与层层叠加的因果关系的产物。蚊子与蚊媒传染病也不例外。
以恐龙灭绝论为例。在过去十年里,虽然疾病灭绝论引人关注,令人信服,但是该理论无法取代根深蒂固、广为人知的陨石撞击地球论。广泛的科学领域的大量证据与数据表明,6550万年前,在坎昆西部,也就是现今广受游客欢迎的墨西哥尤卡坦半岛,的确发生了陨石大冲撞,形成了一个陨石坑,大小与佛蒙特州不相上下。
然而,当时的恐龙数量已经急剧下降。根据相关理论,高达70%的地区性物种在当时已经无影无踪或濒临灭绝。陨石撞击地球之后,核冬天与气候骤变接踵而至。这一致命打击让恐龙难逃天命,加快了灭绝速度。海平面与气温骤降,地球环境极度不稳定,生命在此难以维系。波伊纳推断:“不论你支持灾变说还是渐变论,你都无法对疾病肆虐的可能性视而不见,微小昆虫携带的疾病尤为如此。对于恐龙灭绝而言,此类疾病发挥了至关重要的作用。”早在现代智人出现以前,蚊子便已兴风作浪,切切实实地改变了地球生命进程。由于蚊子的鼎力相助,顶级捕食者恐龙销声匿迹。哺乳动物,包括我们的直系猿人祖先,也因而得以进化并发展壮大。
恐龙的生命戛然而止。其他茫然无知却意志坚定的幸存者从废墟中崛起,在暗无天日、残酷无情的不毛之地上,在野火蔓延、地震频发、火山活跃、酸雨泛滥的环境中,艰难求生。在这片天启景象中,具有热追踪能力的蚊子军团四处巡逻。陨石撞击地球之后,体形更小的动物迎来春天,其中许多拥有夜视能力。它们需要的食物更少,不挑肥拣瘦。在地球这个狂暴无息的地狱中,其避难选择也更为多样。对于自身安全问题,它们可以高枕无忧。有些物种的适应能力更强,因此得以苟全性命、发展壮大,最终繁衍出多个新物种。哺乳动物与昆虫便位列其中。另一个物种是鸟类。在存活至今的动物中,鸟类是唯一被人们认定为恐龙直系后裔的物种。由于该谱系完好无损,鸟类成为诸多蚊媒传染病的避难所,并帮助此类疾病传播至其他诸多物种身上。时至今日,鸟类依然是许许多多蚊媒病毒的主要温床,其中包括西尼罗病毒与引起各类脑炎的病毒。在这一涅槃重生、重建生命、重启进化扩张的旋涡之中,人类与蚊子永无止境的战争拉开大幕。
虽然恐龙灰飞烟灭,但是为之推波助澜的昆虫却历经磨难,在整个人类历史中将死亡与疾病注入人类文明。它们才是最终的幸存者。在地球上,昆虫仍然是数量最多、种类最丰富的物种。其数量占所有生命体的57%。若仅将所有动物视为整体,这一比重便上升至令人咂舌的76%。哺乳动物的数量则无足轻重,仅占物种总数的0.35%。若将昆虫与哺乳动物进行比较,昆虫数量的整体影响则会被进一步放大。它们迅速成为各类细菌、病毒、寄生虫的避难所与最理想的宿主。正因为昆虫数量大、种类多,微生物才能获得更多繁衍生息的机会。
通过动物向人类自然传播的疾病叫人畜共患病(zoonosis,希腊语意为“动物疾病”)。在更多情况下,人们将其称为“溢出”。当前,在所有人类可感染的传染病中,人畜共患病占75%,该比例与日俱增。在过去50年,研究人员发现虫媒病毒的增速让其他病毒相形见绌。有些病毒由诸如扁虱、小型昆虫、蚊子等节肢动物携带者传播。1930年,人们仅知道有6种类似病毒会传播至人体,引发疾病,其中目前为止最致命的当属由蚊虫传播的黄热病病毒。现如今,此类病毒共有505种。许多更为古老的病毒已正式得到鉴定。而新病毒,包括西尼罗病毒与寨卡病毒,通过昆虫病毒携带者,将目标从动物转向了人类宿主,而病毒携带者就是蚊子。
由于我们与猿类动物基因相似,拥有共同祖先,在我们可感染的疾病中,20%可通过各类病毒携带者使猿类感染,并以同样的方式传染给我们。而病毒携带者中,蚊子同样位列其中。在我们的进化历程中,蚊子与蚊媒传染病与我们如影随形。达尔文进化论丝毫不差地证明了这一点。有化石证据表明,早在600万~800万年前,原始人便感染了一种疟原虫。该疟原虫最早于1.3亿年前首次出现在鸟类身上。正是在这一时期,早期原始人与黑猩猩,即DNA的相似度超过96%、与我们最为接近的近亲,拥有最为原始的共同祖先,而类人动物和类人猿则分道扬镳。
最早感染人类的疟原虫使人类避之不及,既让进化进程蒙上阴影,也让如今人类及所有类人猿均能感染并相互传染。事实上,有理论称,在非洲大草原,我们人类祖先为了保持凉爽,循序渐进地褪去了浓密厚重的毛发,与此同时,发现并消灭人体寄生虫与咬人昆虫因此变得更为容易。针对疟疾,历史学家詹姆斯·韦伯提供了一个客观全面的解释。在《人类负担》一书中,韦伯强调:“疟疾是最古老也是历史上致死人数最多的传染病。在人类历史初期,疟疾便全面渗透。因此从古至今,疟疾一直都是人类的一个痛苦之源。在疟疾的发展史中,它几乎未曾留下任何蛛丝马迹。在人类历史早期,疟疾便与人类相伴相生。这一事件远远早于人类历史记载。甚至在近1000年前,疟疾默不作声,却在各种人类历史记载中频频出现。虽然近乎无处不在,但疟疾未获得过多注意。在其他时代,流行性疟疾在世界历史中横行霸道,所到之处,横尸遍地,哀鸿遍野。”W.D.泰格特博士就职于沃尔特·里德国家军事医学中心,是从事相关工作较早的一位疟疾学家。他哀叹道:“疟疾如同天气一样,似乎时时刻刻与人类密不可分。正如马克·吐温关于天气的描述一样,在疟疾面前,人类似乎也毫无作为。”在达尔文学说中,与蚊子及疟疾相比,智人是新生儿。仅在约20万年前,我们才作为现代智人,高歌猛进。这一观点已广为人们所接受。无论如何,我们依旧是一个历史相对短暂的物种。
若要理解蚊子对历史及人类广泛、潜移默化的影响,我们首先必须鉴别蚊子及其所传播的疾病。我并非昆虫学家,也不是疟疾学家或热带医学专家,更不是在与蚊子旷日持久的医疗科学战争战壕中的数不胜数的无名英雄中的一员。我是一位历史学家。我将复杂多样、与蚊子及其病原体相关的科学解释,交由以下专家提供。昆虫学家安德鲁·斯皮尔曼博士建议:“为应对在世界各地日趋恶化的健康威胁,我们必须了解蚊子,并看清其在自然界的位置。更为重要的是,我们应该理解我们与这一体形微小、无处不在的昆虫之间的方方面面,领悟我们为与之共生而在历史中所做的长期不懈的努力。”然而,为了最充分地领悟我们故事的其余部分,我们首先必须知道我们行将面对的究竟为何物。《孙子兵法》是中国古代军事家孙武于公元前5世纪创作的不朽之作。我在此引用其中一句话,可对我们的做法予以解释:“知己知彼,百战不殆。”
“并非强者生存,亦非智者生存,而是适者生存。”人们一直认为这句话为查尔斯·达尔文所说,其实不然。不论此句出自何处,蚊子与蚊媒传染病均为这句话的经典例证。其中最著名的当属疟原虫。它们是通过进化适应环境的大师。蚊子可以根据其所在环境的不断变化,在几代之内迅速进化以适应新环境。比如,1940-1941年,第二次世界大战中德国发动闪电战期间,德军轰炸伦敦,炸弹密如雨下,库蚊与伦敦坚忍不拔的市民们共同受困于地下隧道,躲避德军的空袭。这些困于地下的蚊子迅速做出改变,不再以鸟类为食,而是转向老鼠与人类。现如今,库蚊与生活在地面、与其同宗同族的蚊子截然不同。这些如矿工一般的蚊子仅用不到一百年,便完成了本应历经数千年才可实现的进化。英国昆虫学会与自然历史协会前任主席理查德·琼斯打趣道:“再过一百年,在伦敦地下的地铁通道里,可能会出现独立的环线、都市线及银禧线蚊种。”
虽然蚊子拥有非同寻常的适应能力,但是它完全是一种自恋生物。与其他昆虫迥然不同,蚊子不会以任何方式为植物授粉或松土,亦不会食用废弃物。蚊子甚至不会成为其他动物不可或缺的食物来源,这一点与普遍的观点背道而驰。除繁衍后代,或许还有将人类置于死地之外,蚊子没有其他生存目的。作为人类整个历史中的顶级捕食者,在与人类的关系中,蚊子似乎对失控的人口增长趋势起到了抑制作用。
1798年,英国传教士与学者托马斯·马尔萨斯出版突破性作品《人口原理》。该作概述了其政治经济学与人口学方面的观点。他认为,一旦一种动物的数量超出资源承受能力,自然灾害或诸如饥荒、战争、疾病等制约因素将迫使其数量回到可持续水平,并恢复到健康的均衡状态。马尔萨斯得出简单直白的推论:“人类罪恶猖獗泛滥,促使人口下降。重重罪恶是浩浩荡荡毁灭大军的开路先锋,它们通常亲自操刀,完成令人胆寒的任务。但是,如果它们在这场毁灭之战中铩羽而归,疾病流行季、流行病、鼠疫与瘟疫便会接踵而至,列队前行,让人不寒而栗,成千上万人将命丧其手。若没有大功告成,大规模饥荒会紧随其后,人类依然在劫难逃。”随着马尔萨斯人口论对这一令人毛骨悚然的世界末日场景加以呈现,作为主要检测者的蚊子便登场亮相。执行这一无与伦比的死亡协定的主要行凶者仅有两个,即疟蚊与伊蚊。但是,它们不会引火烧身。在两种蚊子中,“功勋卓著”的雌蚊传播的蚊媒传染病超过15种。
自人类横空出世以来,蚊子的病毒二兄弟,即疟疾与黄热病,一直都是死亡与历史变迁的代言人。在人类与蚊子旷日持久的战争史中,二者主要扮演反派角色。J.R.麦克尼尔认为:“时刻牢记要正确看待黄热病与疟疾的作用并非易事。蚊子与其病原体并未留下回忆录,也未发布宣言,因而无证可考。在1900年之前,按照当时对于疾病与健康的普遍理解,人们并未意识到黄热病与疟疾的作用,对二者的重要性只有一知半解。随后,生活在卫生‘黄金时代’的历史学家们也未能发现其重要性……但是蚊子与其传播的病原体的确是客观存在的……它们会对人类事务造成影响,而这些影响在档案文件与回忆录中有所反映。”
我们的敌人伊蚊:一只雌性伊蚊正从人类身上汲取血液大餐。伊蚊传播多种蚊媒传染病,包括黄热病、登革热、基孔肯雅热、西尼罗热、寨卡热及各类脑炎。(詹姆斯·盖斯尼/美国疾控中心公共卫生图像库)
我们的敌人疟蚊:一只雌性疟蚊正通过其刺吸式口器从人类宿主身上汲取血液大餐。请注意其正排出体外的分泌液,其作用是在其腹部凝结血液中的蛋白质。疟蚊是唯一一种携带5种可传染至人类的疟原虫的带菌体。(詹姆斯·盖斯尼/美国疾控中心公共卫生图像库)
但是,在超过15种由蚊子向人类传播的疾病中,疟疾与黄热病仅仅是其中两个。其他疾病也推波助澜,共同在人类历史上留下烙印。蚊媒病原体可以分为三类:病毒、蠕虫、原生动物(寄生虫)。
其中,病毒种类最为丰富:黄热病病毒、登革热病毒、基孔肯雅病毒、马雅罗病毒、西尼罗病毒、寨卡病毒,以及引起各类脑炎的病毒,包括圣路易斯型脑炎病毒、马脑炎病毒与日本脑炎病毒。虽然这些病毒让人无精打采,失去力气,但是总体来看,除黄热病病毒外,并未有许多人因其殒命。西尼罗病毒、马雅罗病毒及寨卡病毒是蚊媒传染病中的新成员。当前,除黄热病外,没有针对其他传染病的疫苗。但是在大多数情况下,感染者死里逃生后,便具有与其相伴终生的免疫力。由于各种传染病彼此紧密相关,因此其常见症状包括发热、头痛、呕吐、起皮疹、肌肉及关节疼痛。通常情况下,在因蚊虫叮咬而染病3~10天后,这些症状会开始显现。绝大多数感染者在一周内便可康复。虽然严重病例极为罕见,但是这确实会引发病毒性出血热与大脑水肿(脑炎),造成病人死亡。此类病毒性感染主要由伊蚊导致,而死亡人群类型组成不成比例,大多为老人、小孩、孕妇及存在健康问题的人。虽然此类疾病在全球各地均有病例出现,但是非洲的感染率高居世界第一。
在病毒分类中,黄热病病毒独占鳌头。黄热病经常会恶化,并伴随出现地方性疟疾感染。黄热病战功累累。大约3000年前,黄热病便在非洲对人类穷追不舍。到了近代,黄热病改变了全球历史走向。这一敌人将目标锁定为正值壮年、身体健康、年富力强的成年人。虽然人类在1937年研发出效果显著的疫苗,但是每年依然有3万~5万人因黄热病而撒手人寰,其中95%死于非洲。黄热病病毒感染者中,约75%的症状与上述病毒性传染病如出一辙,通常会持续3~4天。对于另外25%运气不佳的感染者,经过一天的缓解期之后,他们便进入第二个发病阶段:因高烧不退,最终精神完全错乱;由于肝脏受损,患上黄疸,出现严重腹痛、腹泻,并伴有耳口鼻出血。胃肠道与肾内部损伤会引发呕血与胆汁反流,其颜色和黏稠度与咖啡渣相当,进而引发西班牙黄热病(在西班牙语中,该病名为黑呕病)。随后,患者会出现昏迷症状,最终死亡。通常情况下,患者会在最初症状出现两周后死亡。而对许多患者而言,请求死神降临是他们恳求老天帮他们实现的最后一个愿望。
这一描绘虽然呈现出的画面阴森可怖,但是也体现了黄热病对人类发展、繁衍生息的影响。其所带来的恐惧让人不寒而栗,瑟瑟发抖。在新世界的欧洲殖民地尤为如此。1647年,随着非洲黑奴及欧洲蚊子的到来,美洲暴发首次具有决定意义的黄热病疫情。苦思冥想“黄杰克”(英国人将黄热病称为“黄杰克”)下一次将在何时何地大开杀戒,令人痛苦不堪。黄热病的致死率平均约为25%,这取决于黄热病病毒的毒株类型和外部环境的具体情况,但是其死亡率达到50%也并非难得一见。在加勒比地区,暴发的黄热病疫情死亡率多次达到85%。关于幽灵船的故事,如《飞翔的荷兰人号》,均基于真实事件口口相传。船只在海上漫无目的地漂流,最终被人们发现。而所有船员早在数月前就因黄热病殒命。迎接登船查勘人员的只有死尸的恶臭与皑皑白骨,而他们对造成眼前一切的罪魁祸首毫无头绪。幸存者则数周无法活动,然而幸运的是,打一针便可解除后顾之忧。一旦有人拔去这一顽固不化疾病的獠牙,他们便可终生免疫。人们认为,登革热源于2000年前非洲或亚洲的猴子(也可能二者均为病原)。与其亲密无间的黄热病兄弟相比,登革热更为和善可亲。对于患者而言,一种病毒只能提供针对另一种病毒的有限且不对等的免疫力。
血丝虫病是蠕虫病类别中的唯一成员,通常被称为象皮病,依靠伊蚊、疟蚊与库蚊传播。蠕虫会侵入并阻塞人体淋巴系统,产生积液,导致下肢与生殖器极度肿大,同时会经常引发失明。肿大的阴囊尺寸可轻而易举超过大型沙滩充气球。这种病状也并不罕见。对于女性而言,阴唇会变得奇形怪状。虽然使用价格低廉的现代药物便可治愈这一妖魔化的疾病,但不幸的是,每年仍有1.2亿人饱受象皮病折磨,患者主要位于非洲热带地区与东南亚。
在原生动物或寄生虫分类中,疟原虫自成一家。1883年,苏格兰生物学家亨利·德拉蒙德将寄生虫描述为:“进化论法则的一个缺口,对人类犯下了最为严重的罪行。”对人类而言,疟疾是无法逾越的苦难。当前,每年大约有3亿人惨遭不幸,通过疟蚊叮咬感染疟疾。其方式与你在假期露营期间遭蚊子叮咬的吸血方式别无二致。疟原虫会进入你的血液,丧心病狂地奔向你的肝脏,以便在那里休养生息。与此同时,疟原虫还精心策划,通过繁殖,向你的身体发起进攻,而你却对此一无所知。然而,你从露营之旅返回家中后仅仅是疯狂抓挠蚊子叮咬的地方,而疟原虫则已神不知鬼不觉地隐藏在你的肝脏之中。你的患病严重程度及存活概率可能取决于你所感染的疟疾类型。
天魔下凡:该版画源自1614年一本英国医学教科书,展示了一位有血丝虫病(象皮病)标志性症状的女性。(戴奥墨得亚/惠康图书馆)
同时感染一种以上疟疾也并非不可能。但是通常情况下,在这场战斗中,最致命的类型会占据上风。疟蚊共有480种,其中有70种会致使你感染疟疾。在全世界,有超过450种完全不同的疟原虫在动物群体中兴风作浪,其中有5种疟原虫让人类痛不欲生。有三种疟原虫,即诺氏疟原虫、卵形疟原虫与三日疟原虫,不仅极为罕见,而且致死率相对较低。在东南亚,诺氏疟原虫会通过猕猴实现由动物向人类的传染,而并不常见的卵形疟原虫与三日疟原虫现在几乎仅存于西非。我们可以将你感染这三种疟原虫的可能性排除在外,而我们需要考虑的是两种最危险、传播范围最广的竞争者。它们兵戎相见,只为独霸你的健康与生命,它们就是间日疟原虫与恶性疟原虫。
疟原虫在你的肝脏里伺机而动,将经历由7个阶段组成的生命周期。这一生命周期让人大开眼界,印象深刻。疟原虫必须依靠多个宿主才能繁衍生息,即蚊子与二级带菌者大军,包括人类、猿、老鼠、蝙蝠、兔子、豪猪、松鼠、鸟、两栖动物与爬行动物,以及其他动物。不幸的是,你就是目标宿主。
遭遇命中注定的蚊子叮咬之后,疟原虫这一邪物会发生突变,用1~2周时间在你的肝脏内大肆繁殖。在此期间,你的身体并不会显现症状。随后,一支新型疟原虫大军会从你的肝脏一涌而出,侵入你的血流。疟原虫附着在你的红细胞上,以迅雷不及掩耳之势穿透外层防御,接触身体内部的血红蛋白,随之开始大快朵颐。在血细胞内部,它们又经历一次变形与繁殖周期。血细胞肿胀变大,不堪重负,最终破裂。复制产生的疟原虫与新型“无性生殖”疟原虫喷涌而出。前者继续前进,攻击活性红细胞;后者轻松惬意地在你的血流中漂荡,等待搭乘蚊子的顺风车,此种疟原虫会发生形态变化。正是这种遗传灵活性,使人们难以通过药物或疫苗将其完全消灭,或遏制其繁殖势头。
现在,你身染重病,并不时地打寒战,紧随其后的是让温度计爆表的41.1摄氏度高烧。这一全面暴发的周期性疟疾症状将你牢牢控制住。在疟原虫面前,你任由它摆布。你蜷缩在汗水浸透的床单上,苦苦挣扎,却无能为力,只能时而抽搐不止,时而笨拙移动,时而破口大骂,时而痛苦呻吟。你低头看去,发现你的脾脏与肝脏显著肿大,你的皮肤出现黄疸的泛黄光泽。时不时地,你还会呕吐不止。高烧仿佛要将你的脑袋融化。随着每次疟原虫入侵你的血细胞,或从血细胞中喷涌而出,这种高烧都会分秒不差,在固定间隔内再次发作。在疟原虫吞噬新的血细胞并在其内部繁殖期间,高烧便随之缓解。
疟原虫会严格按照时间安排,使用精确复杂的信号,同步序列及其整个周期。在我们的血液中,这一新型智能中心式无性繁殖寄生虫传递出“咬我”的信号,吸引蚊子,进而搭上蚊子的顺风车,从受感染人类身上离开,完成其生殖周期。在蚊子胃里,这些细胞再次突变,分成雄性与雌性。它们离开蚊子内脏,进入其唾液腺。在唾液腺内部,疟原虫精明机敏地操纵蚊子,通过抑制其抗凝剂的产生,减少单次叮咬所吸食的血量,进而增加蚊子的叮咬频率。此举迫使蚊子叮咬得更为频繁,以获取所需血量。如此一来,疟原虫保障了自己的传染、繁殖,以及其生存概率与范围的最大化。对于进化适应机制而言,疟疾这一例子颇为引人关注。
两周前,在你露营旅行期间,那只十恶不赦的蚊子正是通过含有疟原虫的唾液腺令你感染疟疾的。但是问题依旧未能得到解决:是哪一种疟疾让你行动困难,出现周期性复发病症,使你浑身无力?若是让人闻风丧胆的恶性疟,你可能会恢复如初,或进入该病的第二个阶段,即脑型疟或重度疟。在一到两天内,你将发生痉挛、昏迷或死亡。虽然恶性疟的死亡率具体由疟疾类型、地点与其他诸多因素决定,但是感染者的死亡率为25%~50%。那些在脑型疟魔爪下死里逃生的人中,有大约25%会遭受永久性神经损伤,包括失明、失语、严重学习障碍或四肢瘫痪。每过30秒,疟疾便会夺去一个人的生命。令人难过的是,在死亡人群中有75%为5岁以下儿童。恶性疟是吸血鬼般的连环杀手,有90%的疟疾致死情况由恶性疟造成。恶性疟与黄热病截然不同,其主要猎物为年轻人与免疫力较差的群体。孕妇也不成比例地惨遭其折磨。
在这一令人长吁短叹的情境中,若你吉星高照,感染了间日疟,你可能得以保全性命。虽然间日疟为最常见疟疾,在非洲以外地区尤为如此,而且在所有疟疾病例中间日疟占80%,但是总体而言,间日疟并不致命。在非洲,间日疟的致死率在5%上下浮动。在世界其他地区,其概率甚至更低,会下降1~2个百分点。
要描述疟蚊造成破坏的规模,近乎毫无可能。即便在今天,疟疾之恐怖依然让人难以理解。因此,我们几乎难以想象,在病因不详、治疗手段缺失的历史背景下,疟疾肆虐是何种景象。J.A.辛顿是20世纪初期的一位疟疾学家。他承认,疟疾“会造成经济萧条、贫困盛行、食物供应数量与质量下降、国民身体素质与智力水平降低,并在方方面面阻碍社会繁荣与经济发展,而且是造成上述问题最重要的原因之一”。除了这一描述,还有数量巨大的死亡人数所带来的生理、情感与心理影响。据估计,当前,流行性疟疾每年会为非洲造成300亿~400亿美元的商业产值损失。在受疟疾影响的国家,与调整后的全球平均水平相比,其经济增长率会低1.3~2.5个百分点。斗转星移,这种影响延续到了第二次世界大战之后。与不存在疟疾的情况相比,这一比例相当于国民生产总值(GDP)降低35个百分点。疟疾让经济因病魔缠身而落下“残疾”。
谢天谢地的是,数据对你有利。在一个月内,你便能从间日疟中完全康复。然而,我很遗憾地告诉你,你的痛苦可能并未就此结束。恶性疟原虫与诺氏疟原虫均不会导致疟疾复发。只有遭到携带疟原虫蚊子的再次叮咬,发生二次传播,才会引发二度感染。但是,另外三种疟疾的疟原虫军团,包括间日疟原虫,会在你的肝脏中伺机而动,最长可在20年内反复发作。1942年,一位英国“二战”老兵被关押于缅甸军营。在那段时间里,他感染了疟疾。45年后,他的疟疾复发。对于你而言,间日疟复发时间一般为1~3年。不管怎样,你总是有可能遭到另一只蚊子叮咬,感染疟疾。
温度是一个至关重要的因素,既影响蚊子繁殖,也影响疟原虫的生命周期。二者具有共生关系,它们均对气候颇为敏感。在温度较低的情况下,蚊卵成熟孵化所需时间更长。与哺乳动物不同,蚊子是冷血动物,无法自行调节体温。在低于10摄氏度的低温环境中,蚊子便难以生存。一般情况下,在温度高于23.9摄氏度的环境中,蚊子才能达到最佳身体状态,拿出最佳表现。40.6摄氏度的热浪可直接将蚊子烤熟。在温带与非热带地区,这意味着蚊子是一种季节性生物。其繁殖、孵化与叮咬的行动将从当年春季持续到秋季。疟疾虽然仅存在于固定地区,但它也需要与蚊子短暂的生命周期及温度条件做斗争,确保其能自我复制。蚊子繁殖的时长有赖于外部环境温度,而疟原虫繁殖取决于冷血蚊子的温度。蚊子体温越低,疟原虫繁殖速度越慢,并会最终达到最低值。在15.6~21.1摄氏度条件下(具体由疟疾类型决定),疟原虫繁殖周期最长可达一个月,超过蚊子的平均寿命。届时,蚊子早已寿终正寝,并让疟原虫为之陪葬。
对你而言,倘若你决定前往天寒地冻或烈日炎炎的地方度假,或不选择在暮春至初秋的蚊子活动高峰季节(在大多数温带地区)毫无畏惧地前往野外,你本可以避免受到疟疾的摧残,或者你本可以索性退出你的露营假期。
简而言之,更为温暖的气候可在全年使蚊子的数量维持在一定水平,为其携带的地方性(慢性与始终存在的)疾病的传播推波助澜。受厄尔尼诺影响,温度异常,居高不下,因而在季节性蚊媒传染病通常不见踪影或不曾涉足的区域,此类疾病流行起来(猝不及防的疾病暴发,让众多人备受折磨,随后却逐渐消失)。在自然或人为导致的全球变暖期间,蚊子与蚊媒传染病将活动范围越拓越宽。随着温度升高,通常仅在南部与低纬度地区活动的带病物种会向北移动,并抵达海拔更高的地区。
陨石撞击地球会引发气候变化,恐龙无法幸免于难。它们无法迅速进化,摆脱蚊媒传染病的猛烈攻击。微不足道的蚊子为恐龙的绝唱铺路搭桥,迎来了哺乳动物、我们的原始祖先及现代智人的进化时代。作为一个幸存者,蚊子为占领全球支配地位,已经摆好阵势,开启历史性战斗。然而,人类与恐龙截然不同。人类不断进化,努力反击。通过及时的自然选择,人类利用智人家庭树,将防蚊遗传性免疫装甲世代相传。我们的DNA展示了这些基因编码纪念品,让我们得以铭记我们的原始祖先与残酷无情的蚊虫敌军展开的你死我活、永无止境的生存之战。