罗斯·麦克菲访谈

大约在11000年前，在更新世末期，北美洲见证了一场导致猛犸象、巨型地懒、骆驼和其他众多大型动物灭绝的事件。这些大型动物究竟发生了什么尚不清楚。事实上，研究人员几十年来一直在为它们的消失而困惑。传统的解释认为，要么是剧烈的气候变化，要么是人类的捕猎（过度捕杀）导致了这些物种的灭绝。但近年来，一种新的假设出现了。根据纽约市美国自然历史博物馆哺乳动物馆馆长罗斯·D·E·麦克菲的说法，可能是人类在不知不觉中抵达新大陆时带来的极具致命性的疾病，消灭了这些冰河时代的巨兽。

《大众科学》作家凯特·王最近采访了麦克菲，讨论他的超疾病假说。下面的编辑后的文字记录分为四个部分。在第一部分中，麦克菲谈到了气候和过度捕杀模型的缺点。在第二部分中，他提供了近期由疾病引起的灭绝的例子，并描述了第一批美洲人是如何在到达北美洲时引入超疾病的。大型动物的灭绝也发生在人类抵达澳大利亚、新几内亚、西印度群岛和马达加斯加之后。然而，同样的模式并不适用于非洲和欧亚大陆南部。麦克菲解释了他的模型如何解释这些例外情况，并在第三部分中思考了某些北美大型动物令人惊讶的生存。到目前为止，麦克菲还没有他的假设的经验证据，但他和他的同事希望在猛犸象遗骸中找到它。在第四部分中，他描述了他们在古代组织和 DNA 中寻找致命微生物迹象的搜索。关于北美更新世末期大型动物灭绝的更多信息将出现在 2 月刊的《大众科学》中。

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SA：我想先请您解释一下，在您看来，气候和过度捕杀模型有哪些缺陷？

RM：在没有灭绝的时候，气候有时会发生剧烈的变化，而当气候，至少大致来说，应该是良性的，却发生了灭绝。毫无疑问，在过去的 10 万年中，温度和降水可能在许多情况下都发生了灾难性的变化。我们知道，由于完全自然的原因，在不到一个世纪的时间内，温度变化了 7 到 12 摄氏度，这基本上是上个世纪“全球变暖”最大变化率的 12 倍。如果这样的变化对灭绝有意义，那么您会期望看到一个相关性——否则怎么可能呢？如果过去发生过如此剧烈的气候变化，就应该有损失。关键是没有相关性。因此，在我看来，所有这一切都排除了气候因素，就我们所理解的气候变化而言。

在人们之前没有居住过的地方，人类的到来与灭绝率的突然上升之间存在很强的相关性，因此您会看到突然的消失——特别是大型动物的消失——在人类首次到达后的几十年或几个世纪内。因此，人们很容易认为这些损失与人类的到来有关，而且由于我们认为人类是嗜血的，他们一定是通过做一些卑鄙的事情，比如以他们不应该有的速度狩猎，而引发了这些灭绝。这个特殊论点的麻烦在于，考古记录不支持任何发生这些灭绝的地方。当然，也有发现射击点嵌入猛犸象骨骼的案例。但是当您查看实例的数量时，您几乎找不到十几个在北美相关时间段内（11000 年到 12000 年前）的案例。换句话说，尽管人们显然在狩猎，但这并不能单独证明他们狩猎的规模足以对物种的生存产生任何影响。

SA：所以，在您看来，即使第一批美洲人是技术娴熟的猎人，他们的人口规模和这些动物的人口规模是否足以使过度捕杀成为可能？

RM：答案是否定的，根据任何情况。我不在乎你希望人们多早进入新大陆，绝对没有积极的证据表明他们数量庞大。事实上，情况必须相反，而这些动物，在某些情况下，其分布范围遍布整个大陆。例如，一些地懒的足迹南至墨西哥，北至育空地区。人们以任何数量和任何意图，进入并屠杀了足够多的地懒，遍布它们所居住的每一个可能的栖息地，以致导致它们灭绝，这种观点对我来说是难以置信的。

考古学家在观察克洛维斯遗址和南美蒙特维德类似的遗址时表示，这些遗址中没有任何迹象表明除了部落级别的组织之外的其他任何东西。我们从现代民族志例子中了解到，构成部落的各个家庭群体往往仅为非常具体的目标而合作。一旦达到经济目标，就结束了——一旦没有需要，他们就不会保持高水平的组织。因此，如果我们说克洛维斯人在经济上基本上处于部落级别，那么他们如何能够为了共同的目标而聚集在一起，达到导致这些灭绝所必需的程度呢？你必须不停地杀戮，而且你必须为了某种目的而这样做，即使这个目的只是为了杀戮。而且我只是无法想象，相关人员仅仅会对杀戮感兴趣，尤其是像猛犸象这样的大型危险动物。你每年取出你所需的一两个，然后你就会去采集根茎和块茎，事实上，大多数这种组织都是这样维持的——而不是直接狩猎。你不能把第一批美洲人看作基本上像我们一样不穿西装的人——他们的目标会相似，他们的世界观会相似，以及所有其他的一切。事实上，如果民族志比较有意义的话，他们肯定不是。

SA：引入超疾病。

RM：超疾病本身存在着巨大的解释缺陷。但是，你不能获得跨物种感染，或者你不能获得可能导致灭绝的大量死亡的观点并不在此列。事实上，有这样的例子。有一群原产于夏威夷的鸟类，被称为夏威夷吸蜜鸟，其中有几个物种可能在过去的 100 年里已经灭绝。然而，当欧洲人在 19 世纪初第一次去夏威夷时，吸蜜鸟在较低海拔地区为人所知。然而，现在，幸存的种群都生活在高海拔地区。为什么会这样呢？研究人员在 20 世纪 60 年代发现，幸存鸟类的分布是由携带禽疟疾的蚊子能到达多高海拔决定的。我们正在谈论的蚊子，是库蚊的一个物种，可能是 1850 年代或 1860 年代从热带北美引入的。而且很可能发生的事情是，一些从旧金山或墨西哥开往檀香山的船只在其舱底装有淡水，雌蚊在那里产卵。舱底倾倒后，一些幼虫幸存下来，它们开始叮咬本地鸟类，而一些幼虫的体内有[引起疟疾的]原生动物疟原虫，因此它们将鸟类接种了疟原虫，鸟类成群死亡。为了重复实验并记录发生的事情，研究人员所做的是从高山上幸存的种群中取出一些个体，将它们带到海平面实验室，然后将它们引入已知携带禽疟疾的库蚊个体。暴露的鸟类无一例外地死亡——死亡率 100%。

我对这件事的理解是很明显的：幸存鸟类的分布是受疾病控制的。我还认为，那些无法在高海拔地区生存的种群或物种（那些已经灭绝的鸟类）之所以灭绝，是因为它们无处可去。无论它们走到哪里，都会遇到携带疾病的嗡嗡叫的蚊子，鸟类因此消失了。我认为这是一个非常有说服力的案例。所有主要的清单制定者（如 IUCN、自然保护协会、美国鱼类和野生动物管理局）在将特定鸟类的灭绝归因于原因时，都使用“疾病”一词，而不是栖息地清理、引入物种、迫害，所有其他被认为会导致濒危和灭绝的事情。因此，至少在某些方面，人们接受了这些鸟类灭绝是疾病本身造成的。

另一个很好的例子是巴拿马金蟾的灭绝，以及显然在澳大利亚昆士兰州等地的某些青蛙物种的大幅减少，所有这些都归因于真菌感染，即壶菌病。在 90 年代中期之前，巴拿马的人口普查数字一直很高。然后，金蟾发生了一些事情。在一两年内，观测和录音的数量从几十年来的平均水平下降到零，基本上是一夜之间。在过去的五年里，在巴拿马和哥斯达黎加（它们居住的地方）都没有发现这种特殊的青蛙。看起来这些种群已经下降到零了。

佐治亚大学的寄生虫学家彼得·达萨克（Peter Daszak）和其他几位研究人员对这个问题产生了兴趣，因为他们收到了一些金蟾的尸检样本进行检查。他们发现，在已知种群数量锐减至零的地区，尸检样本中始终存在一种特定的壶菌，这种情况和我描述的一致。经过进一步调查，他们发现具体的死因似乎是这种真菌（一种表皮感染）导致皮肤局部增厚，尤其是在被称为饮水区的骨盆部位，这些青蛙利用这个部位进行渗透调节，以平衡体内的水分。如果该区域的皮肤出现问题，青蛙实际上会窒息或溺水而亡。有趣的是，蝌蚪没有表皮感染，但它们的口器中存在壶菌。据推测，当它们变态时，壶菌感染扩散到整个表皮，它们也因此死亡。所以，在我看来，这似乎是最糟糕的情况，即普遍感染——每个个体要么感染，要么有感染的可能。它显然很容易在环境中传播或扩散。遭受壶菌感染的种群似乎无法逃脱：它不像壶菌只在成蛙群体中传播，下一代就没事了。

一种类似的壶菌——甚至可能是同一种壶菌——也出现在澳大利亚的昆士兰州。虽然尚未知它是否导致了任何彻底的灭绝，但它确实导致了受影响的蛙类种群数量的大幅下降。它也出现在南美洲的南部地区。为什么是这种特定的壶菌在特定的时间出现？谁也不知道。或许是因为人类。因为如今你可以在大约 48 小时内到达地球表面的任何地方，病原体污染的机会——换句话说，将病原体从一个地区带到另一个可能爆发的地区——比几十年前大大增加了。从这个角度来看，我们开始看到本质上是全球性的疾病，这也许并不算太令人惊讶。不是因为它们通过风或洋流等传播得更好，而是因为人类的活动。

在我看来，这些都是疾病可能造成的惊人例证，人们没有听说过这些事，唯一的原因是它们影响的是一些不那么显眼、生活在偏僻地方的物种。现在是科学家们在敲响警钟。我认为，如果现在非洲野生动物中出现的一种疾病导致彻底的灭绝，就会引起人们的关注。塞伦盖蒂的非洲野犬基本上被家犬传播的犬瘟热消灭了。野犬仍然在非洲中部的其他地方少量存在，但在它们原来分布的很大一部分地区已经灭绝了。这是一个现实而迫切的危险，当你把这些个别案例放在一起考虑时，它们实际上意味着某些重大事情。

这对更新世有什么意义？如果由于人类的迁徙，疾病现在以更快的速度出现，那么，当人类开始从非洲和南亚（智人起源的古老地区）迁徙时，他们会不会带着新的东西，以生物包袱的形式？各种各样的生物——包括他们可能知道也可能不知道的病原体——可能被带到了人类以前从未居住过的地方。如果我一直在谈论的这些例子是有意义的，那么当免疫系统幼稚的物种突然遇到它们从未接触过的病原体时，一个非常典型的结果似乎是非常高的死亡率——甚至达到彻底灭绝的程度。从这个角度推广开来，除了彗星撞击，我们所知的大自然中没有其他任何事物能够在 11,000 年前北美和南美洲消灭数量、种类和分布如此广泛的物种，而我们一直在谈论的这些都做到了。

如果北美更新世末期的大灭绝是局部性的，如果它只发生在人类最初登陆的北美西海岸，我就可以接受人类负全部责任——我不会觉得需要另一种解释。如果灭绝事件影响到单一的群体——比如地球上所有的象都灭绝了——我会想，嗯，这有点奇怪，但也许人类出于某种原因对大象非常狂热，决定不再要大象了。但是，当你看到新大陆的洲际灭绝时，你会发现从阿拉斯加北部斜坡到火地岛，在所有类型的环境中，大约半个千年或更短的时间内，有 130 多个物种消失了。地球上我们所知的有什么东西可以在如此有限的时间内造成如此大规模的损失，影响到它们存在的所有种群？疾病是我所知的自然界中唯一可能做到这一点的因素。

在想象这种疾病时，它们能够广泛传播并且对宿主的耐受性很强，我正在触及我们所知可能性的边缘。但我们从最近的过去得知，确实存在这样的疾病。20 世纪初发生在东非的牛瘟疫情导致数百万只非洲牛科动物死亡——这包括角马、狷羚、邦戈羚等。生态学家一直在研究这个问题，并认为，大约在 1900 年左右牛科动物的灾难性损失导致了某些类型的生态变化，东非的森林和其他景观至今尚未从中恢复——当你想到这在个体损失方面意味着什么，以及物种恢复的速度有多慢时，这真是令人震惊。许多其他疾病也表现出对宿主类似的耐受性；牛瘟并非独一无二。

SA：北美是巨型动物群灭绝与人类到达同时发生的众多地方之一。然而，这种情况并没有发生在非洲和欧亚大陆南部。你认为这些地方的动物在某种程度上对这些疾病有抵抗力吗？

RM：是的，答案需要借鉴保罗·马丁（Paul Martin）的书中的另一页[编者注：马丁提出了过度杀戮模型]。他认为，过度杀戮没有在非洲和南亚发生的原因是，人类和当地的哺乳动物共同进化。随着人类工具的每一次改进，当地动物都会做出适当的行为反应。因此，它们在行为上不是幼稚的，能够持续地应对人类的捕食。在新大陆，情况恰恰相反，很明显。但我认为，幼稚的是免疫和遗传上的，而不是行为上的——我实际上认为这非常合理。仅仅从第一原理来看，我从来没有真正能够接受动物如此持久地幼稚，以至于它们只是站在那里任人宰割，尤其是在大陆环境中。但是对于疾病，你可以想象这样一种情况，特别是对于成群结队的动物来说，病原体可以在几天内通过种群传播，它们对此一无所知。它们会四处倒下，而没有明显的威胁在手。

SA：这些大型动物中的一部分确实幸存下来了。如果疾病像你认为的那么猖獗，有没有哪些你本以为会灭绝的动物？

RM：和每个人一样，我也想知道，为什么麋鹿、驼鹿、麝牛、野牛等极少数动物，能在北美这样的地方幸存下来，或者在南美的美洲驼，而它们所有的近亲都在更新世末期的这些大灭绝中死去了。从疾病场景的角度来看，我所能想象的只有以下几种情况：也许几乎每一种哺乳动物物种都易感，但有些群体会受到影响，但不会被灭绝所摧毁，或者有些个体拥有能够存活下来的正确基因型。然后，这就变成了一个简单的达尔文选择问题。在某些情况下，可能有足够的免疫个体留下，以延续物种。在其他情况下，灭绝的速度太快，以至于没有回来的可能性。如果幸存的巨型动物群有一个共同的特征，比如它们都生活在一个地方，或者它们具有特定的生育间隔，那么这将是一个很好的论点。我试图核实这一点，但我没有找到任何令人信服的东西。事实就是这样。我知道这不是一个很好的论点。但这肯定是一种解释——我们所看到的是幸存者。

然而，从略有不同的角度来看，有趣的是，北美至少有一半幸存的巨型动物群在旧世界也有种群。这适用于狼、麋鹿；这最初也适用于麝牛，尽管它们后来在亚洲灭绝；这也适用于驼鹿。我想说的是，虽然新大陆的灭绝看起来是灾难性的，但它们可能更糟糕。例如，像驼鹿这样的北美种群可能在更新世末期完全消失了。这个论点的观点是，我们今天有驼鹿，是因为北美重新被亚洲驼鹿占领，而亚洲驼鹿没有灭绝，因为它们对病原体的敏感性要低得多。可能它们早先遭受过打击并幸存了下来，或者诸如此类的原因。你可以用所有这些排列组合来发疯，但对我来说有趣的是，相当数量的巨型动物群幸存者基本上是全北极分布，这意味着在所有高纬度地区的分布。北美巨型动物群的显着生存并不是那么简单明了的事情。我们真的不知道。我们知道一些巨型动物群幸存了下来，但如果你把那些具有全北极分布的动物排除在外，那么剩下的就非常非常有限了——叉角羚、美洲驼、貘、山羊和其他一些动物，没有一个体型很大。

SA：到目前为止，还没有实证证据支持超级疾病假说。你能在古代巨型动物群遗骸中找到确凿的证据——一种微生物——的可能性有多大？

RM：我预计短期内不会成功。这既有实际原因，也有理论原因。非常实际的原因是，我们正在研究古老的DNA，它在科学界的名声很差，因为在90年代初，曾经有大量的说法声称可以从恐龙和琥珀中的内含物中提取DNA。这些结果都无法被独立地重复验证，因此普遍认为，大多数古代DNA的研究都充满了错误和污染的可能性，因此不值得做。不幸的是，这是我们在寻找病原体证据方面可以采取的少数方法之一，因此我们将继续这样做。但这意味着我们做的每个实验都必须比干净的还要干净。我们必须能够为我们认为好的每一个结果负责，这意味着要不断地重复实验，并将样品发送到独立的实验室，以查看他们是否可以重复我们的结果。因此，这是一个缓慢的过程，但没有其他方法可以做到——我们希望确保结果是正确的。

原则上（这是理论部分），如果保存完好的骨骼中存在病原体物质，那么我们应该能够通过PCR[聚合酶链反应]来可视化存在的东西。由于该技术非常敏感，因此您样本中的任何东西都将被复制。如果您有正确的“捕鱼工具”（就引物而言），您应该能够获得一段良好的序列，并确定它是否是您感兴趣的序列，在我们的例子中，它将来自现有病毒的序列。令人担忧的细节是拷贝数。从获得结果的角度来看，人们很容易进行线粒体DNA的研究，因为在普通细胞中，您只有一个细胞核，因此只有一份完整的核基因组拷贝，而在任何这样的细胞中，您可能有数千个线粒体。因此，仅从统计的角度来看，如果有什么东西被复制，它很可能是线粒体DNA。长期以来，人们认为不可能从化石材料中获得核DNA，但是我的同事Alex Greenwood[在美国自然历史博物馆]，他与我一起研究疾病假说，在几年前用猛犸象材料做到了这一点，现在我们一直在对我们用于超疾病研究的猛犸象标本进行这种操作。这意味着我们的技术至少足以找出可能存在于极低拷贝数中的感染性生物的物质。原则上，我们认为我们应该能够做到。这些技术至少是原始存在的，并且我们期望在未来十年左右的时间里，我们在古代DNA方面所能做的事情会有很大的改进。

我们进行PCR工作遇到的困难之一是，为了获得成功，您必须在进行之前知道您要寻找什么，因为所有内容都在引物设计中。我们甚至无法验证地知道我们正在处理哪种病原体，因此这确实是一个大海捞针的问题。为了应对这种情况，我们正在尝试其他方法，这些方法可以在实际进行PCR之前为我们提供帮助。其中一种方法是使用免疫学方法，这种方法在人类疾病诊断中一直被使用。如果您想知道某人是否患有昏睡病或梅毒，例如，可以使用免疫学测试，由于被称为抗体/抗原反应的特异性，它可以给您一个非常明确的是/否答案。如果您获得阳性结果，由于这些反应的特异性，它是有意义的。或者，如果您一无所获，这也是有意义的——这意味着您正在探测的抗原[因此可能还有微生物]根本不存在。

我们这里的想法是开发适当的测试，以确定在特定的化石样本中是否存在已知存在于某些致病病毒的荚膜包被层中的高度特异性蛋白质。这就是我们将使用定制设计的抗体来探测的抗原。如果我们得到肯定的结果，即该蛋白质存在，那么我们已经大大缩小了搜索范围，缩小到已知能够制造感兴趣蛋白质的那组病毒。这为我们提供了线索，指明我们应该在用于PCR实验的引物设计中寻找哪些基因。如果我们以预期序列的形式获得证实，那么我们就知道这种特定的病原体或病原体类型在它生活的任何时候都存在于那只猛犸象中。显然，这并不能证明超疾病的存在。这只是说您实际上可以检索到关于“化石”外源病毒的遗传信息。但这对于我们的工作来说将是一项惊人的突破，因为一旦我们知道如何在第一种情况下进行正确的实验，该过程就可以推广到所有情况。

另一种可能的方法是使用电子显微镜。这看起来非常原始，有点像回到了一个不同的时代。但对我们来说，识别一切都是最重要的。如果我们能够初步了解化石中存在哪些类型的病原体，那么我们可以使用更灵敏的现代技术来了解更多关于它们的信息。就猛犸象而言，我们的想法是，如果我们能够获得血管组织（这些血管组织存在于保存完好的骨骼内部），我们可以通过过滤过程来搜索有组织的颗粒。许多病毒都具有形态独特且具有诊断意义的有组织的外壳。如果我们在显微镜下检查的滤液中可以识别出此类病毒，那么我们就可以使用其他方法来确定是否存在这种或那种特定的病原体。然后，该测试将变为查看我们是否可以通过使用PCR提取其序列来完成帽子戏法。

SA：您是否正在研究来自特定地区的猛犸象样本？

RM：在所有这些情况下，我们都试图找到可能是或多个“终末种群”一部分的个体。这是我们必须做的另一件非常困难的事情。我们论证的逻辑是，必须承认，杀手病原体在引入之前并不存在于种群中。一旦引入，它们的影响是如此巨大，以至于种群，然后是整个物种都灭绝了。如果我们谈论的是极具致命性的急性感染，那么一旦动物大流行开始，物种可能会非常迅速地消失——可能在几十年到几百年内。古生物学上的困难是找到那些来自终末种群的标本。这真的很难做到，因为您不一定知道在哪里寻找。因此，我们正在尽力而为，就猛犸象而言，这意味着要去北亚，并对尽可能多的看起来年轻的标本进行放射性碳定年——而且我们在这方面已经取得了一些成功。例如，我们工作过的地方之一是弗兰格尔岛，那里是猛犸象存活到大约4000年前的地方。这显然是一个终末种群案例。另一个是泰梅尔半岛，那里是亚洲大陆最年轻的放射性碳定年结果的来源地。它看起来像是猛犸象的某种避难所——它们在那里存活到大约10000年前。

SA：您是设想一种疾病还是多种疾病造成这一切破坏？

RM：两者都有可能。当然，如果只有一种疾病，那就最简单了。但是，在我看来，虽然北美可能是一种疾病，但在不到2000年前，导致马达加斯加巨型狐猴灭绝的几乎肯定是另一种疾病。这几乎不足为奇。我从我们所了解的人类疾病以及新疾病引入人类种群的情况来看，任何事情都可能导致你的灭亡。您可能知道，现在关于故意将疾病引入亚马逊亚诺玛米地区存在巨大的争议。在60年代，那里爆发了一场大规模的麻疹疫情，人们因此丧生。然而，对于欧洲血统的人群来说，死于麻疹的情况极为罕见。因此，根本没有理由认为，即使是今天流行的普通疾病，也不会对幼稚的种群产生致命的影响。或者，也可以认为相对良性的微生物中的轻微基因变化可能会使其致命。举一个很好的例子，我们只需要回顾一下在第一次世界大战结束时于1918年全球流行的A型流感。这是一场真正的杀手瘟疫——近代最严重的一次——在大约一年半的时间里造成了2000万至4000万人死亡。然而，这种新型流感显然是通过其几个基因中的几个替换获得了致命性。关键是，这些事情一直在我们共同分享的疾病池中发生。我认为您应该对这些事实感到非常非常恐惧。