生物学家尝试测量野生动物存活所需能量,非法交易威胁巨蜥

非法交易威胁巨蜥

俄“联盟”号载人飞船成功着陆

适者生存 成本几何 生物学家尝试测量野生动物存活所需能量

意大利警方10年调查曝大案 科学家涉嫌非法出售病毒

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据俄罗斯航天部门消息,近日,“联盟TMA-12M”号载人飞船在哈萨克斯坦成功着陆,3名宇航员已安全出舱。这艘载人飞船返回舱降落在距离哈萨克斯坦杰兹卡兹甘市东南148公里处。目前,两名俄罗斯宇航员斯克沃尔佐夫、阿尔捷米耶夫和美国宇航员斯旺森已安全出舱。

我们仅仅刚开始。但它确实是野生动物学的激动时刻。

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无耳巨蜥 图片来源:CH’IEN C. LEE

今年3月26日,“联盟TMA-12M”号载人飞船在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射基地发射升空,3名宇航员在国际空间站停留期间进行了多项科学实验,仅俄罗斯方面进行的科学实验就达49项。

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图片来源:ANTONIO PARRINELLO

一个保护组织在一份最新报告中警告:一种奇特的栖息在婆罗洲的巨蜥(Lanthanotus
borneensis)正成为野生动物交易市场的大热门,这使得该物种的生存状况变得岌岌可危。这种稀有的无耳巨蜥一直非常神秘,最近一次针对它的研究要追溯到上世纪60年代。这种蜥蜴生活在地下,所以它的耳朵退化,双眼很小,四肢也很短。

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夏威夷僧海豹KE18 图片来源:Terrie M. Williams

意大利警方于近期发布了一份调查报告,声称有科学家涉嫌走私可能对人体造成危害的病毒,某家公司则专门为这种病毒生产动物疫苗,而腐败的政府官员则为这种违法行为大开绿灯。该组织共有超过40名成员,在2000年至2008年间利用意大利抗击禽流感的时机非法盈利,甚至蓄意传播疾病。

文莱、印度尼西亚和马来西亚(三国合在一起就是婆罗洲)官方都对该物种予以保护。但最近两年来,私人收藏者开始在市场上兜售无耳巨蜥。一家专门监控野生动物贸易的组织TRAFFIC发现无耳巨蜥被放到欧洲的网站上销售。

在攻击了超过12只年幼夏威夷僧海豹后,这只被称为KE18的极具侵略性的雄海豹必须被从岛屿家园中驱赶出去。现在,它生活在美国加利福尼亚的一个海水池塘中,距离太平洋数百码。

这份尚未发表的报告共有400页,《科学》杂志获得了其全部内容。这份报告是意大利警方经过10年调查的结果,其中所涉及的关键人物包括意大利威尼斯动物预防与实验研究所顶尖研究者Ilaria
Capua、IZSVe的Stefano Marangon、动物疫苗生产公司Merial执行主管Giovanni
Cattoli、意大利卫生部和公共研究机构的官员以及供职于意大利家禽业的多名兽医。

该组织称,许多野生巨蜥被人从婆罗洲捕获并走私出去,根据《濒危野生动植物物种国际贸易公约》,这种行为是非法的。目前,所有其他种类的巨蜥都受到该公约的保护。

与袭击同物种(地球上最濒危的海洋哺乳类动物)的更多成员不同,KE18目前提供的信息能帮助这种海豹免遭灭绝厄运。6月的一天,加州大学圣克鲁兹分校,一位动物训练员正教导它穿上一个包含感应器的金属管,以追踪和记录其速度方面的改变。这是海豹版健康追踪器,一些慢跑者会在手腕上佩戴这种仪器,记录他们的每一个动作。

Capua于2013年当选为意大利众议院议员,她否认针对她的指控并指出这可能是政敌的蓄意抹黑,不过她并没有给出怀疑的目标。Capua在IZSVe的实验室在禽流感领域具有极高的知名度,目前她仍在IZSVe保留职务。Capua说:“这项指控是对我工作的极大误解,我希望风波能够尽快平息。”

(段歆涔 译自www.science.com,9月15日)

将200公斤重的KE18举到池塘旁边,它张开嘴炫耀其牙齿,然后得到一条鱼作为奖励。“我们的实验室里要用到很多鱼和热狗。”哺乳类生理学实验室主任生物学家Terrie
Williams说。

意大利北部曾遭受8年的禽流感侵袭,第一次发生在1999年且持续2年,病毒名为H7N1,第二次则发生在2002年且持续1年,病毒名为H7N3。第二次禽流感的暴发不仅对禽类造成影响,且至少有7名农民感染病毒。

《中国科学报》 (2014-09-16 第2版 国际)

人们希望收集自KE18的数据能帮助解开夏威夷僧海豹受威胁之谜。大多数这种海豹生活在夏威夷岛链的西北部,每5只小海豹中有4只在成年之前死去,该物种数量每年的降幅超过3%。“它们最终被饿死。”国家海洋和大气管理局夏威夷僧海豹研究项目主管Charles
Littnan说。

欧盟规定禁止生产禽类疫苗,目的是掌控禽流感的暴发——因为如果为禽类接种疫苗,将很难分清哪些禽类是受到感染但没有患病,哪些禽类是接种过疫苗的。相反,真正消除禽流感暴发的方式是捕杀已经患病的禽类。然而,报告指出Merial公司无视欧盟的有关规定,于2000年生产出对抗H7N1的疫苗,并将疫苗兜售给迫切希望减少损失的农民。

但是,靠近夏威夷主岛海滨浴场的一小群海豹的数量却在增加,尽管附近人类活动密集。KE18可能是破译两组海豹生命轨迹截然不同之谜的关键。很快,研究人员开始测量其呼吸中的氧含量。通过结合这些数据和感应器信息,Williams和同事定量测量了KE18游泳时需要的能量。他们计划使用这些数据设置在野生僧海豹身上的感应器读取的信息,以便判断为何它们并不兴旺。

报告指出,这些疫苗在法国生产,是Capua从巴基斯坦进口的一种H7N3病毒,然后将这种病毒卖给Merial公司,疫苗的销售量无法统计。警方公布的一份电话录音显示,Merial公司的一名经理Paolo
Candoli问道:“我们买到那些疫苗了吗?”同事回答道:“是的,我们付了一大笔钱才买到,和以前其他类型的疫苗一样,都是从她那里买到的。”Candoli本人对这段录音不予评论,而Merial公司则发表声明称该公司一直遵从欧盟的有关规定。

澳大利亚昆士兰大学生态生理学家Craig
Franklin表示,随之而来的数据流将改变野生生物学家的问题类型。“人们真正开始意识到生理学在处理动物保护问题上的价值。”

2000年,欧盟委员会赋予意大利研制疫苗对抗H7N1的权力,疫苗由IZSVe依据巴基斯坦禽流感病毒研发、Merial公司生产。疫苗名为DIVA,在当时,意大利首席兽医官Romano
Marabelli允许Merial公司进口巴基斯坦禽流感病毒用于疫苗生产,该公司在法国的实验室同样获得进口允许。但是,Marabelli给予Merial公司的是一种不正当竞争的权力,报告指出他可能从Merial公司拿到回扣。警方称,Marabelli让原本不合法的事情变得合法。

生物学家有时表示能量是生命的货币。“如果动物要收集一种类似金钱的东西,那么就是能量。”英国斯望西大学水生生物学家Rory
Wilson表示。活动的代价特别昂贵,即便是睡觉也是如此,身体需要燃烧卡路里维持消化、呼吸和循环。

Marabelli近期刚成为意大利卫生部秘书长,事件爆发后不得不辞职。他没有对控诉给予评论,但是他在4月的一份声明中说,他的辞职与媒体的负面报道和攻击无关。

但金钱和能量之间有关键的不同:动物不能出现赤字。“如果身体里没有能量,你就死了。”Wilson说。

警方的报告控诉Capua和Marangon非法销售其他疫苗给Merial公司,帮助后者成为疫苗生产领域的领头羊。报告还指控Merial公司通过包裹或行李偷运病毒到意大利,将这些病毒储存在临时实验室或干脆直接冷藏在冰箱里。此外,Merial公司还涉嫌逼迫卫生部和欧盟委员会作出对自己有利的决定。

生物学家尚没有容易的方式追踪野生动物需要多少能量,因此他们使用氧消耗量作为替代。动物消耗的燃料越多,需氧量就越大。例如,将动物置于跑步机上,研究人员能粗略地将耗氧量与前进一米使用的能量相关联。

警方称Merial公司通过旗下非法成立的公司给予3名IZSVe研究者奖励。该公司由Richard
Currie掌控,而Currie是Capua的丈夫。Currie在一封寄给《科学》杂志的邮件中说:“我对指控感到震惊,这是毫无根据的。”

虽然“运输成本”能长期充当动物能量学的天然尺码。但它依赖许多模糊的假设,例如,动物走过的环境与跑步机类似,实际上在不平的地面跑动需要更多的能量。对于穿越沙漠、游泳或飞翔的动物而言,该技术甚至更不适用。

或许,最严重的指控是Candoli和其他人为了开拓疫苗市场并给予政府压力,自1999年开始蓄意散播禽流感病毒。报告用“蓄意传播”来给事件定性,但并未具体给出他们是如何散播病毒的,提出的证据并不具有决定性。在一段电话录音中,Candoli告诉在意大利北部家禽养殖场工作的兽医“停止散播禽流感”。2005年,Candoli和Merial公司的一名同事讨论当时如果在意大利的家禽身上发现H5N1病毒是否合适,而当时H5N1病毒正从亚洲向非洲和欧洲传播。20天后,H5N1病毒就在意大利北部城市摩德纳被发现。

因此,感应器进入该领域。最初,科学家为感应器装上数据记录器和电池以测量动物行为时,该设备未被广泛使用。随着成本下降,公司开始提供装有记忆芯片的现成感应器。野生生物学家立刻看到了机会。自2009年开始,发表的使用该设备研究动物行为的论文超过130篇。“真是兴趣和技术的爆炸,现在我们能获得海量数据,我们能知道动物的每次冲刺或爪子轻触地面。”Williams说。

Capua对此反驳道,警方的许多指控根本没有逻辑,体现出警方没有足够的科学素养理解研究者之间的谈话。她举例说,没有任何道理将她与H7N3病毒的暴发联系在一起,因为警方指控的由她卖给Merial公司的病毒来自巴基斯坦,而意大利暴发的病毒与巴基斯坦病毒并不是同一种,她打算控诉警方诽谤。

Wilson和英国罗汉普顿大学环境生理学家Lewis
Halsey研究确证了该设备是测量能量消耗的工具:当感应器记录更多的行动时,氧消耗量也相应增加。这些运动信息在实验室之外也有用处。例如,附在野生鸬鹚身上的设备显示,携带一条鱼飞上高空需要的加速度比未负重时高14%。

警方的报告还没有经过科学专家的评定。荷兰首席兽医官兼世界动物卫生组织禽流感专家Christianne
Bruschke说,很难相信像Merial这样的国际公司会涉嫌非法疫苗交易,更别说蓄意散播病毒了。Bruschke说,如果Capua通过帮助一家私人公司生产禽流感疫苗获利将非常具有讽刺意味,因为Capua本人是以自由开放的学术态度而知名的。2006年,她曾提出禽流感研究者应该将测序结果公布于众,而不是藏私(Bruschke强调她对整个案件没有特别的了解,也没有任何倾向性)。

科学家目前依靠动态身体加速进行研究。自Wilson和Halsey的鸬鹚实验之后,大批使用DBA和氧消耗量调查野生动物能量需求的论文出版。“所有人都说,‘天哪,它适用于所有事情!’”Wilson说。

调查工作现在交由富有经验的Giancarlo
Capaldo来处理,他以反对黑恶势力而闻名,曾处理过许多国内和国际犯罪事件,包括公共卫生体系的腐败案件。Capaldo将在未来数周内听取指控,之后才会决定是对案件予以跟进还是将案件束之高阁。

为了检测气候变化对鱼类的影响,英国渔业和水产业科学环境中心行为生态学家Julian
Metcalfe为鳕鱼植入感应器,研究鱼类代谢如何响应不同的温度。“如果水变冷,它们活动就更少,但在必要时仍能追逐和逃脱。”他说。

Capua目前是议员,享有免于起诉的权力,Capua表示,她将在政治生涯的最后阶段回到IZSVe作为自己的终点,但现在还不行。

但当温度上升时,鳕鱼很难执行高能行为。“在高温中的鱼难以逃避捕食者或捕捉猎物。”Metcalfe说,“了解这个很重要。”

《中国科学报》 (2014-09-15 第3版 国际)

CEFAS生物学家Serena
Wright在植入感应器的帮助下研究鳟鱼养殖。她发现一些鱼出现鳍发育不良或畸形骨骼或许是因为拥挤或近亲交配,并且畸形的鱼游泳时所需要的能量比正常的鱼高,同时生长也慢。

法国西布列塔尼大学生物学家Anthony
Robson和Halsey甚至为扇贝等定栖动物装上了运动传感器。平均而言,甲壳类动物每天只运动两分钟,但这占据了它们在野外能量支出的约17%。相比之下,由于人类活动产生的光和振动,养殖的扇贝花在逃跑和躲闪上的时间比野生的兄弟们更多。这将其能量支出提高了约40%。

“当孵卵地被打扰时,它们会发狂。”Robson说。养殖扇贝将大量能量用于行动而非觅食和生长上,这一信息将对养殖业十分重要。

能量数据还能帮助解释动物在野外展示的一些行为。研究人员知道,与乌贼相比,麦哲伦企鹅更喜欢凤尾鱼,只有当鱼难以捕捉时,它们才吃乌贼。但是,原因并不清楚,直到Wilson为企鹅装上了感应器。他发现,企鹅的自然浮力使其向下游水比向上游消耗的能量更大。企鹅捉鱼消耗的能量更少,因为它们能利用浮力从下面冲向猎物。“而企鹅必须积极游动才能捉到乌贼。”Wilson说,“捉乌贼所需的能量成本要比凤尾鱼高得多。没有感应器我们可能永远不会明白。”

在感应器数据的帮助下,研究人员甚至能知道野生企鹅进食次数,以便估算其总体消耗量——如果国家希望限制鱼类收获,以保护重要企鹅物种,这一数据将十分重要。

在Williams的实验室,研究人员正要分析更大的动物。地质调查局野生生物学家、博士生Anthony
Pagano正试着计算如何用呼吸运动计量法测量北极熊的能量消耗。

Pagano表示,位置数据显示,随着海冰的消散,北极熊游动距离是10~20年前的2~3倍。例如,2008年,研究人员记录到一头北极熊连续游动9天687公里才到达一块海冰。但那时研究人员不了解这一过程让熊多消耗了多少能量。因此,Pagano为该动物装上了配备有收集加速度、全球定位和视频数据的项圈。

同时,他利用动物园中体重高达370公斤的雌性北极熊,运用呼吸运动计量法建立了北极熊尺度的“连续泳池”或跑步机。“一个挑战是,它们相当大且具有破坏性。”他说。

Pagano的工作揭示了该领域发展的一个重要障碍:要获得精确的能量消耗测量,生物学家需要找到校正针对个体物种的设备的方法。“校正一种新动物非常困难。”Halsey说。

野生动物需要训练和引诱参加呼吸运动计量法。通常动物不愿待在跑步机上。在读博期间,Astrid
Willener发现自己需要跟及腰高的帝企鹅摔跤,以便让它们走上跑步机。一些企鹅会试着用腹部滑动,或者背部靠着盒子用脚底打滑。“一旦企鹅找到一种诡计,它们将继续利用它。”Willener说。

无论如何,野生动物的加速度测量技术可能不太容易找出如何收集能量数据,以及如何使用它们的逻辑方法。但KE18等动物提供了保护物种的潜在重要信息。“我们仅仅刚开始。但它确实是野生动物学的激动时刻。”Williams说。

《中国科学报》 (2014-09-15 第3版 国际)

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