原創(chuàng) 陽光彩虹小白馬 果殼

1994 年冬，短短 50 天內(nèi)，29 只白頭海雕在美國的德格雷湖周圍意外死亡。一年后的冬天，在同一個地點，又有 26 只白頭海雕非正常死亡。

死亡持續(xù)蔓延，甚至擴散到了同地區(qū)的其他鳥類身上。更加詭異的是這些鳥類死亡之前的樣子：它們仿佛突然被奇怪的東西附了身，再也無法正確控制自己的身體，飛著飛著就徑直撞向巖石峭壁。

白頭海雕（Haliaeetus leucocephalus）是美國的國鳥，美國國徽正面的那個猛禽圖案就是它。| Andy Morffew / Wikimedia Commons

在失控鳥類的大腦中，人們發(fā)現(xiàn)了以往從未見過的奇怪病變：它們的腦髓白質(zhì)中出現(xiàn)了大大小小的圓形空泡。

到底是誰殺死了美國國鳥——科學家試圖追擊真兇，但直到 25 年后，謎底才終于解開。

離奇死亡不斷擴散

這兩次白頭海雕大規(guī)模死亡的事件，都發(fā)生在德格雷湖及其周邊地區(qū)。這是一個有著 22 年歷史的大型人工湖，位于美國南部的阿肯色州。由于事發(fā)突然，前兩次的事件并沒有任何詳細的尸檢報告。

2014年也有白頭海雕發(fā)生了類似的離奇死亡 | Mitch Lane / Utah Division of Wildlife Resources

就在科學家為白頭海雕的死因發(fā)愁時，他們發(fā)現(xiàn)，這種離奇死亡現(xiàn)象，甚至擴散到了同地區(qū)的其他鳥類身上。1996 年 3 月，阿肯色州內(nèi)的鷹群出現(xiàn)了反常的生理行為，它們飛出棲息地，直接撞向巖石峭壁；有 3 只獲救的鷹都在 24 小時內(nèi)死亡。

美洲骨頂雞也被觀測到了一系列異常舉動：它們疲于飛行，肢體不協(xié)調(diào)，在飛行時搖搖晃晃，行走時也步伐蹣跚?？茖W家試圖對美洲骨頂雞的怪異行為進行探究，結(jié)果卻以失敗告終。

一種從未見過的大腦疾病

1996 年末，24 只白頭海雕的尸體被送往野生動物保護中心進行檢測。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些死亡的白頭海雕身體情況十分良好，它們胸肌發(fā)達，皮下脂肪也很充裕；但它們的胃里空空如也，只有一些惡心的綠色粘稠液體，偶爾混合著灰色的羽毛，這表明，這些死亡的白頭海雕在死亡之前，已經(jīng)有一段時間沒有進食了。

最驚人的發(fā)現(xiàn)，藏在白頭海雕的大腦中——所有死亡的白頭海雕，其腦髓白質(zhì)中都出現(xiàn)了大大小小的圓形小泡，有的獨立出現(xiàn)，有的則是像一串葡萄一樣串聯(lián)在一起。這些泡泡多數(shù)是中空狀態(tài)，極少數(shù)能觀察到里面殘留的膜結(jié)構(gòu)碎片。

箭頭所示為腦髓中出現(xiàn)的空洞 | 參考資料[2]

這是一種從未出現(xiàn)過的奇怪的大腦病癥，科學家后來將其命名為“空泡性髓鞘病”（Vacuolar Myelinopathy）。從那些出現(xiàn)了病例的水庫中，研究者回收了沉積物和死鳥尸體，進行了初步化學分析。結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，當時已知的會誘發(fā)哺乳動物和鳥類類似疾病的化合物，例如六氯酚、三乙基錫或溴甲芐靈，都未能在這些樣本中被檢測到。

換言之，誘導這種新疾病的，是一種全新的未知物。

追蹤真兇，一波三折

無法直接找到引發(fā)死亡的物質(zhì)，研究人員只好回到這起橫跨好幾年的禽類突發(fā)性死亡事件本身。進行全方位回溯后，他們發(fā)現(xiàn)了幾個特征：幾乎所有鳥類的死亡都發(fā)生在冬季，最早發(fā)現(xiàn)的死亡病例均在德格雷湖周邊，并且，這些死亡的物種似乎在食物鏈上存在相關(guān)性——美洲骨頂雞正是白頭海雕的食物之一。

感染疾病的美洲骨頂雞行動異常，更容易被捕食；白頭海雕本身又有食腐的習性，很有可能吃到感染而死的獵物。當研究人員將染病死亡的動物喂養(yǎng)給健康動物，包括兩棲動物、爬行動物和魚類在內(nèi)的各種生物均能被感染。這說明，該疾病有可能是通過食物鏈進行傳播的，白頭海雕可能是吃到了生病的美洲骨頂雞才暴斃身亡。

以食物鏈為線索，科學家們找到了“1號嫌疑人”——黑藻。這是德格雷湖中一種常見的水生植物，在上世紀中葉被引入美國，是一種外來入侵物種。它的生長速度很快，在人工水體中含量極為豐富，是魚類和一些食草性鳥類的食物之一。冬季食物匱乏，聚集在黑藻池中的素食捕獵者，成功吸引了越冬的白頭海雕。

黑藻（Hydrilla verticillata）| Yercaud-elango / Wikimedia Commons

然而，黑藻是鳥類殺手這一推測存在不足。雖然所有鳥類感染的病例，都出現(xiàn)在有黑藻生長的水域；但卻不是所有黑藻富集區(qū)，都出現(xiàn)了鳥類死亡現(xiàn)象。

2005 年，喬治亞大學的教授蘇珊·王爾德（Susan Wilde）發(fā)現(xiàn)了“2號嫌疑人”——黑藻葉子上的一種以前未知的藍細菌（Aetokthonos hydrillicola）。他們發(fā)現(xiàn)，只有在這種藍細菌侵入黑藻的地方，才會出現(xiàn)鳥類感染空泡性髓鞘病的狀況。這樣看來，這種藍細菌似乎才是誘發(fā)空泡性髓鞘病的真正病因。

通過熒光顯示的黑藻葉片上的藍細菌菌落 | Susan Wilde

案件調(diào)查到這里，科學家以為自己找到了真兇。可當他們滿懷希望地將案發(fā)地的藍細菌帶回實驗室時，卻遺憾地發(fā)現(xiàn)，在實驗室里培養(yǎng)的這種藍細菌，并不能讓鳥類生病。新的希望突然破滅，事件似乎又進入了一個死胡同?！安粌H鳥兒瘋了，我們也快瘋了?！蓖鯛柕陆淌谌缡钦f。

真兇到底是誰？

直到 2011 年，研究小組的博士生史蒂芬·布萊因林格（Steffen Breinlinger）在藍細菌附生的黑藻上發(fā)現(xiàn)了一種新的物質(zhì)，事件才又一次出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機。這種物質(zhì)被研究者稱為 AETX（aetokthonotoxin，取自希臘語“殺死鷹的毒藥”），是一種五溴化雙吲哚生物堿，其化學結(jié)構(gòu)中含有 5 個溴原子；而藍細菌的標準培養(yǎng)基不含溴，所以實驗室培養(yǎng)的藍細菌不能產(chǎn)生這種代謝物。

AETX含有5個溴 | 參考資料[1]

當他們額外在培養(yǎng)基中添加了溴以后，藍細菌成功地產(chǎn)生了該種含溴的代謝物；直接用這種物質(zhì)進行感染實驗，也成功地讓鳥類出現(xiàn)了空泡性髓鞘病。在患上空泡性髓鞘病的美洲骨頂雞體內(nèi)，研究者也發(fā)現(xiàn)了 AETX；這種物質(zhì)可以從消化道被吸收，并在水禽體內(nèi)累積。

在對 AETX 的化學結(jié)構(gòu)、生物合成、生物活性等特點進行研究之后，研究者不久前在《科學》雜志發(fā)表論文，證明這種藍細菌代謝毒素 AETX，是造成白頭海雕等諸多鳥類死亡的真正兇手。從 1994 年的白頭海雕神秘死亡案件開始，到隨后一系列生物大規(guī)模死亡事件，至此終于有了一個科學的解釋。

德格雷湖 | Armyman / Wikimedia Commons

然而，這個真兇的周圍仍然迷云籠罩——在自然條件下，藍細菌為什么會合成這種富含溴元素的代謝毒素？水體中的溴從何而來？

調(diào)查顯示，這種代謝毒素的產(chǎn)生可能是多種條件綜合誘導的結(jié)果。一種用于對抗入侵黑藻的除草劑很可能起了關(guān)鍵作用，因為它含有溴化物，可能刺激了藍細菌毒素的產(chǎn)生。此外，季節(jié)性的溫度降低也會誘導藍細菌產(chǎn)生代謝毒素；人工湖周圍的發(fā)電廠、隨意排出的處理不徹底的工廠廢水等人類社會活動因素，都有可能加劇誘導該毒素的產(chǎn)生。

時隔 25 年，造成鳥類大腦疾病的真兇 ATEX，終于被科學家揭開了它神秘的面紗。站在真相的盡頭，回望 1994 年的冬天，在那個充斥著黑藻的德格雷湖，人類本想消滅入侵的水生植物，卻陰差陽錯地造成了一場鳥類的死亡慘劇。在環(huán)環(huán)相扣的自然里，有時候一個微不足道的舉動，或許也會引發(fā)意料不到的結(jié)局。

參考文獻

[1] Steffen Breinlinger, Tabitha J. Phillips, et al. Hunting the eagle killer: A cyanobacterial neurotoxin causes vacuolar myelinopathy. Science. 371, eaax9050 (2021). DOI: 10.1126/science.aax9050

[2] N. J. Thomas, C. U. Meteyer, L. Sileo, Epizootic vacuolar myelinopathy of the central nervous system of bald eagles (Haliaeetus leucocephalus) and American coots (Fulica americana). Vet. Pathol. 35, 479–487 (1998). DOI: 10.1177/030098589803500602

[3] What is killing bald eagles in the U.S.? https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-03/mh-wik031921.php

作者：陽光彩虹小白馬

原標題：《是誰殺死了美國國鳥？謎底在25年后才終于揭開》

閱讀原文