劉銳| 生物多樣性和棲息地喪失將會加劇人類感染性疾病的發生 — 寫在地球日50周年
2020-04-24
一、問題的提出
當前，新冠肺炎（COVID-19）在全球的大流行，給世界經濟發展和安全穩定帶來了極大的影響，也為人類重新認識生物多樣性及棲息地喪失與感染性疾病(Emerging Infectious Diseases，EIDs)全球出現之間的聯系再次敲響了警鐘。隨著傳染病毒越來越多地從野生動物蔓延到人類，我們地球上的生物多樣性正在以驚人的速度消失, 人類感染性疾病也在世界范圍內頻繁爆發。現在，全球的傳染疾病生態學家們都在熱烈討論生物多樣性和棲息地的喪失是否會導致高危感染性疾病風險的增加。在人類不斷認識自然世界的今天,必須對疾病生態學予以認真地探究已成為國外學界的共識。美國科學家Samuel Scheiner指出，生態和生物機制支配著人類誘發的生態環境變化與感染性疾病傳播間的關系，而疾病生態學則正是研究這一關系的科學。有資料表明，近20年來，在全世界范圍內，出現了大量新的感染性疾病,這些新的感染性疾病的出現嚴重地危害了生活在地球上人類的身心健康。
二、最新研究進展
最近，美國蒙大拿州大學的研究人員,在美國國家科學院院刊上的文章中發表了一項新的研究，并給出了一些答案。文章首次展示了物種多樣性對同一宿主-病原體系統中的疾病傳播既有積極影響，也有消極影響。對于許多物種來說，更多樣化的群落降低了感染風險，這被稱為“稀釋效應”，因為生物多樣性稀釋了感染。如果這是一種普遍現象，那么保護地球上的生物多樣性對動物保護和人類健康都是雙贏的。
然而，一場關于這種現象是否是普遍現象的爭論異常激烈，因為對于一些系統來說，更多樣化的物種社區增加了疾病風險，這被稱為“放大”效應。對其他系統來說，生物多樣性沒有持續的影響，使其與疾病的關系不明。
在最新一期的PNAS中，疾病生態學家Luis指出嚙齒動物中的罪名漢坦病毒表現出顯著的稀釋作用。鼠類群落多樣性較高的地區，鹿鼠漢坦病毒感染率較低，是該病的主要傳染源。當病毒擴散到人體時，它會引起漢坦病毒肺綜合征。Luis的研究表明鹿鼠密度引起稀釋效應。在更多樣化的社區，同一地區嚙齒類動物的種類越多，競爭導致老鼠越來越少，疾病傳播速度也越來越慢。這項研究的結論說明，更多的生物多樣性意味著更少的疾病。
關于這個問題，疾病生態學家之間的爭論也很激烈，雖然這項研究并不能完全解決爭論，但它提供了一個有趣的視角——生物多樣性增加是否能減少疾病風險的爭論，可以通過深入研究決定疾病傳播的不同機制來解決。
奧本大學的研究人員發表了一個新的假設，可以為研究棲息地喪失與傳染病全球出現之間聯系的新科學研究奠定基礎。
在全球范圍內，科學家認為生物多樣性和棲息地喪失與新出現的傳染病有關，這些傳染病從野生動物傳播到人類，如埃博拉病毒，西尼羅病毒，SARS，馬爾堡病毒、新冠病毒等。奧本大學團隊提出了一個新的假設，即共同進化效應，它植根于生態學和進化生物學，以解釋推動這種聯系的潛在機制。他們提供了一個關于棲息地喪失如何促進人類感染性疾病出現的新觀點。該團隊整合了生物學多個方面的思想，包括疾病生態學，進化生物學和景觀遺傳學，以提出一個新的假設，即為什么在森林砍伐的棲息地中感染疾病更容易從野生動物蔓延到人類。
疾病生態學領域很大程度上基于一種被稱為稀釋效應的假設，該假設在本世紀初被提出?；旧希锒鄻有员Ｗo可以保護人類免受新出現的感染性疾病的影響。稀釋效應突出了野生動物保護在保護人類健康方面可以發揮的關鍵作用，并改變了對人畜共患感染性疾病的認識。
通過假設，科學家提出，當人類通過棲息地喪失改變景觀時，森林碎片就像島嶼一樣，生活在其中的野生動物宿主和引起疾病的微生物經歷快速多樣化，在一個分散的景觀中，我們會看到致病微生物的多樣性增加，這些微生物中的任何一種都有可能溢出到人群中，導致感染性疾病的爆發。
三、研究意義和重要領域
生物多樣性通常在地球上最適合生存的地區達到高峰，如在潮濕的熱帶山地、溫暖的海洋島嶼、以及沿溫帶地區海岸最溫和的地帶。人們發現許多生物多樣性集中區域也為人類的社會經濟發展提供了良好基礎，二者的重疊可能會威脅著全球生物的未來。因此，豐富的生物物種以及越來越嚴重的人類威脅，使得這些地區成為全球生物多樣性保護的熱點地區。
科學家們對全球最瀕危物種的分析結果指出，這些生物多樣性熱點地區內生長有地球57%的最瀕危哺乳類動物和82%的最瀕危鳥類動物。在過去的2000年多內已滅絕的物種有很大一部分曾在熱點區內發現，如加勒比海、馬達加斯加、 澳大利亞西南部、新西蘭、波利尼西亞和密克羅尼西亞。
大量事實說明，人口增長是生物多樣性及其棲息地喪失的根本原因。隨著世界人口從1950年的25億上升到當前的近70億，地球上生物物種豐富的地區很難在這段人口增長期逃過大面積的生態環境變化。缺少保護政策和貿易市場監控、國與國家之間發展的不均衡都被認為是破壞生物多樣性的重要原因。
人類活動已在很大程度上改變了地球三分之二的陸地生境。一些最嚴重的生態系統變化是由于商業化種植、刀耕火種、道路擴展、商業化采伐和一些開采工業，如采礦和石油勘探，以及最近的城市快速擴展所造成的。外來物種入侵和感染性疾病也逐漸威脅物種豐富的生態區域，而非法狩獵以及野生動物和植物貿易是大部分熱帶森林和島嶼熱點地區的種群急劇下降的主要原因之一。
由于種種原因，地球生物多樣性和棲息地的保護已勢在必行。生態系統目前深受人口增長和消費增長的巨大影響。這種影響極大地加速了物種滅絕的速度。同時，許多證據告訴我們，生物多樣性能使生態系統保持穩定。然而，關于為什么地球擁有如此眾多的自然多樣性？物種多樣性在生態系統穩定方面究竟起什么作用？生物多樣性和棲息地的喪失對人類感染性疾病發生究竟會起什么樣的負面作用？我們還有許多需要研究的地方。
首先，我們必須加強保護科學研究。175個國家于1992年簽約的生物多樣性保護公約，反映了人類已經認識到生物多樣性是維持地球生命的支撐系統，并對其重要性的認識不斷提高。全球政治家和經濟學家也終于明白了拯救地球是刻不容緩的。因此，需要從事保護工作的科學家迅速收集和分析精確的數據和信息，以協助決策者保護全球最珍稀和最瀕危的生物多樣性區域，即全球生物多樣性熱點地區。通過大學、研究機構、多邊政府、和非政府機構的合作，著手解決緊急的、全球性的保護生物學研究問題?？茖W家可以利用現代信息技術收集數據，并通過互聯網傳播研究成果。他們的研究工作能夠鑒別最受威脅的區域，并利用早期預警系統在物種被毀滅或感染性疾病爆發之前發出警告。
其次，加強自然保護區的科學管理。目前，全球生物多樣性熱點地區內以國家公園、自然保護區、保留地或避難所等不同形式得到保護的總面積為888,789平方公里，僅占地球陸地面積的0.6%，占熱點原始面積的5%，以及占地球未遭破壞面積的40%。這些保護區域在全球生物多樣性保護方面起著關鍵作用，需要引起高度重視以保證能得到有效的管理和保護。熱點保護區以外其余60%的土地需要更為緊迫的保護，應盡快采取措施。同時應當更加重視通過更新自然植被、在公園和保護區之間建立連接走廊，以擴大保護區域和提高保護區的價值。
最后，必須盡快建立生物多樣性和棲息地監測體系和生物多樣性大數據預警分析系統。生物多樣性熱點是指那些在生物多樣性方面受到最大威脅的地區。要使熱點地區的生物多樣性得到更有效的保護，必需了解熱點地區的生物價值和它們所面臨的嚴重威脅，以及這些因素是如何隨時間的變化而變化的。同時還應了解負責生物多樣性保護組織機構的工作能力。了解這些機構是否有能力控制生物多樣性的破壞？是否具備了有效的保護知識和必要的保護工具和技術？研制和開發許多熱點監測的新技術，將有助于提高監測和掌握影響生物多樣性的諸多發展趨勢的能力，如政治的、經濟的、人口的、健康的、氣候的和土地利用的等。這些技術將使科學家和保護機構有能力建立和應用真正行之有效的保護措施。比如，應用衛星遙感圖像分析能夠更精確地描述大面積的森林砍伐、監測森林覆蓋率的變化，以及測定特殊區域內的棲息地變化?；ヂ摼W、大數據和地理信息系統（GIS）技術能使全球的科學家分享數據、技術和經驗，并利用這些技術，建立熱點地區的監測體系，建立物種資源數據庫信息系統，并通過大數據和互聯網信息系統在科技人員和科研機構之間建立監控網絡，對熱點地區內的生物價值、社會經濟威脅、感染性疾病疫情發展和保護能力等進行綜合評判和預警。