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        藏在化石里的傳染病密碼

        2022-07-09 13:56:37裘銳
        知識(shí)就是力量 2022年7期

        裘銳

        如果把人類的歷史寫成一本書,傳染病一定是其中最恐怖的幾頁之一。其實(shí),不止人類,幾乎所有的生物都有它們各自恐懼的傳染病。那么,古生物是否也會(huì)受到傳染病的困擾?研究人員又是通過什么方法發(fā)現(xiàn)它們身上的傳染病的呢?

        傳染病的致病因素一般是微生物或體型微小的動(dòng)物,這些疾病的罪魁禍?zhǔn)讕缀醵际擒涹w結(jié)構(gòu),很難成為化石保存,更不用說和它們的寄主一起保存下來。而且,絕大多數(shù)傳染病都是在內(nèi)臟器官等處發(fā)病,而內(nèi)臟只有在極偶然的情況下才能形成化石保存下來。所以,想通過化石研究古生物是否存在傳染病幾乎是不可能的。

        頸椎病變的梁龍類化石(圖片來源/ 維基百科)

        然而,疾病是無孔不入的,少數(shù)古生物在染病后,骨骼等硬體結(jié)構(gòu)隨病情擴(kuò)散受到影響,而這些骨骼癥狀恰好又得以保存形成化石。古生物的不幸變成了古生物學(xué)家的“幸運(yùn)”,很多古生物學(xué)家特別期待發(fā)現(xiàn)一些“病入骨髓”的化石,以了解遠(yuǎn)古時(shí)代的傳染病。

        2022年,古生物學(xué)家在美國發(fā)現(xiàn)一具保存了頭骨和部分頸椎的梁龍類化石。梁龍是一類體型巨大的蜥腳類恐龍,為減小體重負(fù)擔(dān),它們的脊椎上有很多孔洞??勺屓梭@訝的是,這只生活于晚侏羅世、正處青春期的恐龍頸椎孔洞附近,竟有一系列奇怪的、沒有任何分布規(guī)律的骨質(zhì)結(jié)節(jié)。

        這些骨質(zhì)結(jié)節(jié)是什么呢?古生物學(xué)家將新標(biāo)本與已發(fā)現(xiàn)的其他梁龍類頸椎對(duì)比后,未發(fā)現(xiàn)任何類似結(jié)構(gòu)。隨后,他們使用電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT),發(fā)現(xiàn)蜥腳類恐龍具有結(jié)節(jié)部分的骨骼本應(yīng)是實(shí)心的,而這只恐龍卻出現(xiàn)了骨質(zhì)疏松現(xiàn)象。

        骨質(zhì)結(jié)節(jié)附近并沒有骨骼受傷愈合的痕跡,因此不是外力所致。同時(shí),古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),現(xiàn)生動(dòng)物的疾病感染擴(kuò)散到骨骼后也會(huì)出現(xiàn)類似結(jié)節(jié)——這只梁龍很可能是生病了。

        梁龍脊椎上的孔洞和現(xiàn)生鳥類的類似,而現(xiàn)生鳥類的孔洞是用來附著一種輔助呼吸的器官——?dú)饽?。由此,古生物學(xué)家推測(cè),這只梁龍和鳥類一樣具有氣囊,且很可能是呼吸系統(tǒng)發(fā)生了病變。

        ?現(xiàn)生鳥類的呼吸系統(tǒng)(繪圖/張玲)

        可什么樣的呼吸系統(tǒng)疾病會(huì)影響到骨頭?古生物學(xué)家首先想到的是癌癥,因?yàn)橹暗难芯恐校诙嗑呖铸埢隙及l(fā)現(xiàn)了受癌癥影響的病變骨骼。但癌癥多發(fā)于動(dòng)物老年階段,這只恐龍正處于青春期。除此之外,現(xiàn)生鳥類氣囊發(fā)現(xiàn)癌癥的案例極少,即使有,也未發(fā)現(xiàn)類似影響。因此,癌癥基本被排除。

        之后,古生物學(xué)家把目光對(duì)準(zhǔn)了氣囊炎——一種現(xiàn)生鳥類常見的呼吸系統(tǒng)疾病。研究對(duì)比發(fā)現(xiàn),一些鳥類的呼吸系統(tǒng)受到真菌感染并擴(kuò)散到骨骼后,會(huì)出現(xiàn)和新標(biāo)本類似的構(gòu)造?;谶@些研究,古生物學(xué)家認(rèn)為這只恐龍不慎把致病真菌吸入身體里,導(dǎo)致患上嚴(yán)重的氣囊炎,這可能也是它“英年早逝”的原因。

        除這只梁龍外,古生物學(xué)家還在其他恐龍以及同時(shí)期爬行動(dòng)物身上發(fā)現(xiàn)了呼吸道傳染病存在的痕跡。例如在白堊紀(jì)的蜥腳類恐龍和三疊紀(jì)的海生爬行動(dòng)物幻龍的肋骨上,都發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的小骨包。對(duì)其進(jìn)行切片研究后,他們發(fā)現(xiàn)這些骨包的截面顯微結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代肺結(jié)核引起的肋骨病變相似。

        肺結(jié)核是一種由結(jié)核分枝桿菌引起的疾病,在醫(yī)學(xué)不發(fā)達(dá)的年代致死率極高。而這些化石正說明,恐怖的肺結(jié)核等傳染病很可能在中生代時(shí)期就已經(jīng)在動(dòng)物間傳播了。

        發(fā)現(xiàn)無止境,探索無終點(diǎn)。除了骨骼化石,古生物學(xué)家還在琥珀中發(fā)現(xiàn),曾讓人聞之色變的鼠疫、瘧疾在千萬年前就存在了。通過這些研究,我們對(duì)一些傳染病病原體的演化歷史及其癥狀表現(xiàn)有了深入了解:有的病原體生存時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)上億年,甚至“挺”過了白堊紀(jì)末大滅絕而生存至今,可見其生命力之頑強(qiáng)。這說明,為保護(hù)自己與身邊人的健康,我們針對(duì)一些傳染病的防范工作絕不可松懈。

        (責(zé)任編輯 / 陳琛? 美術(shù)編輯 / 周游)

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