备课素材：难以根除的鼠疫及其生态链 2022——2023学年高二上学期生物人教版选择性必修2

难以根除的鼠疫及其生态链 历史上鼠疫的三次大流行造成了约1.35亿人死亡，比两次世界大战死亡人数的总和还要多，效果堪比“灭霸响指”。 鼠疫的名字里虽然带着“鼠”字，但罪魁祸首其实是一种细菌——鼠疫耶尔森杆菌（Yersinia pestis）。1894年，瑞士裔法国医生和细菌学家耶尔森（Alexandre Yersin）观察到患病的老鼠（plague affected rat）与患病的人类有着相同的杆菌，这才发现了鼠疫杆菌。 在疫病来临前，老鼠群体会出现反常的表现。但这些关于老鼠生病的记载，其实恰恰说明了，老鼠也是鼠疫杆菌的受害者。老鼠并不是鼠疫杆菌最完美的宿主，感染后，它们也会生病，大批量死去。但老鼠也并非完全无辜。感染了细菌的老鼠会通过各种交通工具来到新的城市，它们四处流窜，就会把细菌传染给新地区的老鼠。在鼠疫传播的过程中，老鼠充当了鼠疫杆菌无情的“培养基”和 “工具车”。实际上，老鼠很少直接把疫病传染给人类，只有当人吃了病鼠，或者有伤口碰到了病鼠的体液时才会感染。在老鼠和人类之间，真正传播鼠疫杆菌的另有其“人”。 在鼠疫杆菌发现后第四年，法国医生让-保罗·西蒙德（Jean-Paul Simond）在印度卡拉奇的实验，发现了传播鼠疫的媒介。 西蒙德观察到，患者皮肤上有不同大小的斑点，在显微镜下可以看到斑点附近有鼠疫杆菌，这意味着，鼠疫杆菌可能是通过吸血昆虫传播的。于是他做了一个实验，当将携带跳蚤的鼠和健康的鼠放在一起，健康的鼠很快也被感染了。而且，西蒙德还解剖了几只跳蚤，发现跳蚤的胃中充满了鼠疫杆菌。这些发现证明，跳蚤才是在老鼠和人类之间传播鼠疫的重要媒介。吸食了病鼠血液的跳蚤，又去叮咬人类，才把鼠疫杆菌注入了人类真皮层下。鼠疫杆菌在那里大量繁殖，使得局部组织变黑——这才出现了黑死病的经典症状。 其实本质上，跳蚤也是鼠疫杆菌的受害者。被鼠疫杆菌感染了的跳蚤由于前胃阻塞，无法真正消化和利用吸取到的血液。挨饿的跳蚤只好一边满嘴食物，一边被迫疯狂地到处叮咬。而如果食道内的血液积存得太多，跳蚤们就不得不在叮咬宿主时把食道内的血液先反刍出来，再去吸血。结果就把感染了细菌的血液注入到了下一个宿主体内，完成了疫病传播过程。 无论是人类、老鼠还是跳蚤，感染了鼠疫杆菌都会很痛苦，发病死亡很快。显然他们都不是合格的宿主，不适合与鼠疫杆菌“和平共处，长期寄生”。也就是说，他们感染鼠疫杆菌只是偶然情况。 那么，长期感染鼠疫杆菌，且不会生病的天然宿主有吗？有，它们就是野生的啮齿动物，例如：土拨鼠，兔子，松鼠，花栗鼠等等。它们即使感染了鼠疫杆菌也不一定会发病，是鼠疫杆菌的理想宿主，能给细菌舒适的生活环境、食物能量和繁殖场所，且不会被宿主的免疫系统攻击和清除。 野生的啮齿动物即使感染了鼠疫杆菌也不一定会发病。这也是为什么现在的鼠疫病例，集中在非洲这样的贫困地区。贫困地区人口聚居且卫生条件较差、医疗服务不足，人和野生动物直接接触机会较多，鼠疫爆发的频率和程度也相对较高。 如果鼠疫杆菌有完美的宿主，在它们身上吃吃喝喝、繁衍后代，两方都很开心，为啥要跑到人类、老鼠这种不合格的宿主身上呢？除了人类偶然接触野生动物，被其身上的跳蚤叮咬这一途径外，还有一个更复杂、更具偶然性，也威胁性更大的途径，涉及到整个生态链条的波动。 野生啮齿动物一般栖息在特定的领地，但如果生态和气候条件发生了变化，它们的数量和领地也会随之而变，因此就可能发生大规模迁徙，或者产生行为的改变。在这个过程中，如果他们感染了和人类关系密切的老鼠，那么一场大流行就处于襁褓之中了。也许一个小小气候变化，也能酝酿出一场大风暴。事实上，有科学家推测，发生在公元六世纪东罗马帝国的鼠疫大流行，就与当时一系列火山爆发导致的低温有关。今天我们也可以观测到，中国零星的鼠疫疫情和厄尔尼诺现象有密切的关系。 每一场鼠疫大爆发，其实没有一个胜者。人类、老鼠、跳蚤，甚至鼠疫杆菌本身，都深受其害。在复杂的生态链条的带动下，一环接一环的参与者，都不得不成为疾病扩散的传播者，最终又倒在疾病之中。这样的复杂链条之中，想根除鼠疫难上加难，而历史的进程也一再为此做注脚。 1917年至1991年期间，苏联开展了历史上最大规模消灭鼠疫的运动。苏联的科学家和工作人员动员当地人，在可能携带鼠疫的啮齿类动物洞穴附近放置毒饵，或诱杀和捕杀目标动物。此外，还采取了一系列焚烧植被、清除动物聚居地等方式，来根除动物宿主。 然而即便是这样由中央控制的、人力和资金充足的运动最终也未能根除地方性鼠疫。例如在Kyzyl Kum地区，研究人员估计，除非杀死90%的沙鼠，否则地方性鼠疫根本无法根除。并且在适宜的气候和食物条件下，仅需3-4年，一个地区沙鼠的种群密度就能从根除运动中恢复。 而根除鼠疫计划的失败，主要和啮齿动物及其背后的生态系统有关。啮齿类动物数量众多