为寄生虫保护而战的科学家

我当时正在准备晚餐，切分一块鳕鱼时，在洁白无瑕的鱼肉中出现了一个小的粉红色斑点。我用刀尖去除了这个污点，才意识到有些不对劲。原本看起来像球状静脉的东西开始展开成一条细长的曲线，长度相当于我的小指——而且它还在移动。

就像恐怖电影中的场景一样，我着迷地看着这条蜿蜒的生物摇摆着身体，似乎很沮丧，因为它发现自己被从鱼肉的怀抱中撕裂出来。在把它放进堆肥箱之前，我拍了几张照片。我知道应该把照片发给谁寻求鉴定帮助：切尔西·伍德，华盛顿大学的寄生虫生态学家——也许是世界上唯一一个用“美丽”这样的词来形容吸血蠕虫的人。

伍德第二天早上回复了：Anisakidae，她写道——可能是Anisakis simplex 或 Pseudoterranova decipiens——一种常见的线虫，幼虫期在鱼或鱿鱼体内度过。伍德接着祝贺我：“有什么比在新的一年开始时在你的鳕鱼片中发现一条活生生的蠕虫更好的方式呢？”

关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保未来能够继续报道关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。

考虑到伍德曾告诉我，如果这条活蠕虫设法进入我的食道、胃壁或肠道，我将会经历腹痛、呕吐、腹泻和便血，这种祝贺似乎很奇怪。她以她特有的热情方式解释了为什么这样的发现是积极的：这种寄生虫的典型宿主是鲸鱼、海豚、海豹和海狮——食物链顶端的动物。“鱼体内存在蠕虫实际上是一个迹象，表明它来自的生态系统是健康的，并且附近有健康的海洋哺乳动物种群，”伍德写道。“庆祝这个扭动的、带来好消息的预兆吧！”

寄生虫是与宿主保持亲密、持久且代价高昂的关系的生物，科学家估计，所有动物物种中，完全有 40% 到 50% 属于这一类。地球上几乎每一种自由生活的物种都至少有一种专门进化出来利用它的寄生虫。“寄生虫”的最广泛定义包括细菌、病毒、真菌和原生动物等病原体。但许多像伍德这样的寄生虫学家专注于多细胞后生动物：动物，包括数十万个物种，仅寄生于脊椎动物的蠕虫就有多达 30 万种不同的类型。

后生动物寄生虫种类繁多，数量也很大。它们跨越 15 个门，范围从微小的、几乎不算是多细胞的团块到 130 英尺长的绦虫，这些绦虫舒适地盘绕在鲸鱼的肠道内——这些物种在系统发育上彼此之间的差异，就像人类与昆虫和水母之间的差异一样大。它们生活在每个大陆的每种栖息地，以及宿主的每个孔口、器官和身体部位。它们是世界上最极端的专家之一，具有非常复杂的生活周期，有时需要多达五种不同的宿主才能让它们从卵到幼虫再到成虫。“这简直是大自然复杂性和相互关联性的一种美丽的表达，”伍德说。

然而，相对较少的生物学家——几乎没有人——对寄生虫的认识超过了绦虫、蛲虫和钩虫等对人类有害或有害的极小部分物种。因此，今天我们对寄生虫的几乎所有了解都来自于研究如何杀死它们。“我们无知的程度真是不可原谅，”伍德说。

这种情况正在开始改变。“疾病生态学和寄生虫生态学是现在生态科学中增长最快的分支，”北卡罗来纳州立大学的寄生虫生态学家斯凯勒·霍普金斯说。随着近期年轻研究人员的涌入，“我们拥有了关键数量的科学家和从业人员。”随着该领域的壮大，越来越多的证据表明，寄生虫在自然界中发挥着巨大的作用。一项新的研究表明，寄生虫占食物网环节的 75%；另一项研究表明，它们为我们提供了宝贵的生态系统服务，包括估计价值数十亿美元的害虫防治。

就像捕食者一样，寄生虫会对它们栖息地中其他生物的种群产生影响，从而影响从养分循环到那里生长的植物类型，再到顶级捕食者的数量等一切事物。换句话说，寄生虫“在自然界中发挥着以前被忽视的主要作用，”加州大学圣巴巴拉分校的寄生虫生态学家阿曼德·库里斯说。“它们对种群的自上而下的控制方式与捕食不同——它更慢——但坦率地说，它们的影响可能同样巨大。”

正如寄生虫的关键作用正在被揭示一样，伍德和其他人进行的开创性工作开始表明，许多这些重要的动物正处于困境之中。它们正在与更知名的物种面临相同的威胁：气候变化、栖息地破坏、污染等等。由于它们的命运与宿主息息相关——其中许多宿主也在减少——它们通常更加脆弱，特别是如果它们是仅生活在一个物种身上或体内的专家。“你能想到的每一种濒危物种都有依赖于它的寄生虫，”霍普金斯解释说。“如果这些物种灭绝，那么它们的寄生虫也可能灭绝。”

但寄生虫保护是一项很难推销的事。拯救某些寄生虫——并反过来保护它们在自然界中的作用——将取决于说服政策制定者、公众和更广泛的科学家群体，保护它们是值得的。

并非所有身体入侵者都是坏的

问一位寄生虫生态学家他们是如何进入寄生虫领域的，他们很可能会告诉你那是偶然的。伍德在纽约长岛长大，梦想成为一名海洋生物学家。她想象着自己的职业生涯是与海豚一起游泳。然而，在大学里，没有本科海洋生物学研究的机会。她能找到的最接近水的工作是在新罕布什尔州和缅因州实习，收集感染了吸虫的海螺。她说，寄生虫“绝不是、在任何方面、以任何形式”让她感兴趣。“我不是为了它们去的。”

伍德的心态慢慢地发生了转变，然后完全转变了。在寄生虫中，她开始发现一个与自由生活物种的世界平行运行的看不见的世界。她的本科课程几乎没有提到这些动物。“有可能获得生物学学位，却从未了解过任何关于寄生虫的知识，”她说，并引用 2011 年的一项研究，该研究发现，77 本保护生物学教科书中，有 72% 要么根本没有提到寄生虫，要么只是将它们描绘成对其宿主构成威胁。随着伍德了解得越来越多，她感觉自己好像从《黑客帝国》中醒来一样：她突然可以看到生活中每个部分都隐藏着错综复杂和联系。她也感觉到了一个科学探索的机会。即使是寄生虫物种，被命名的也不到 10%，更不用说进行任何详细的研究了。

伍德现在在华盛顿大学领导着她自己的寄生虫学实验室——她称之为“24 小时解剖机”。她的技术员、研究生和博士后研究人员团队都是女性。“我无法解释为什么女性如此喜欢寄生虫，”伍德说。“除了挑选最优秀的人才之外，我没有进行任何性别选择。”

伍德的实验室从不同的角度解决一个问题：人们对生态系统所做的事情如何影响寄生虫？一个项目是比较经历不同程度人类影响的珊瑚礁中的寄生虫传播情况。另一个项目正在研究作为取水点的河流、湖泊和池塘的生态如何影响西非人民血吸虫病感染的负担。但最让伍德兴奋的是研究寄生虫随时间推移发生变化的方式。

了解过去可以告诉生态学家，在人类开始干预环境之前什么是正常的，以及保护主义者应该渴望保护或恢复的基线条件是什么。与研究充分、有魅力的动物（如大象或老虎）不同，野生动物寄生虫代表着数据空白：科学家不知道它们的种群随时间推移发生了怎样的变化（如果有的话）。然而，伍德观察到，科学家和媒体都倾向于宣传寄生虫种群正在失控增长的观点，这主要是由于人类对环境的影响。

伍德将此称为“天塌下来了”的叙事。例如，在 2015 年发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中，研究人员写道，由于“宿主多样性抑制寄生虫丰度……人为造成的生物多样性下降可能会增加人类和野生动物疾病。” 然而，这是基于一个假设，即寄生虫总是坏的。“人们的下意识期望是，随着环境的退化，寄生虫将会增加，因为它们被视为对系统的又一种压力，”美国地质调查局的疾病生态学家凯文·拉弗蒂说。他说，这种预测掩盖了“对寄生虫生态学的强烈无知”。

伍德同意，故事可能更加复杂。她假设，像任何其他面临环境变化的野生动物一样，随着时间的推移，寄生虫也会有赢家和输家。检验这一假设的唯一方法是将目前的寄生率与过去的数据进行比较。

近十年来，伍德一直在思考可能有助于填补历史数据空白的非常规资源。她最终在一个不太可能但很方便的地方找到了通往过去的门户：华盛顿大学伯克自然历史文化博物馆的鱼类收藏馆，它就在她办公室隔壁的一栋楼里。在这个不起眼的地下室房间里，大约 1300 万个海洋标本的遗骸被保存在 40,000 个装满乙醇的罐子里并悬浮其中。它是北美最大的鱼类收藏馆。但储存在这里的带鳞的灵魂远不及寄生虫的数量，数千万寄生虫紧紧地附着在鱼的皮肤、鳃、肌肉和内脏上。鱼就像“寄生虫时间胶囊”，伍德说。她所需要做的就是窥视内部。

博物馆的鱼类学收藏经理凯瑟琳·马斯列尼科夫在伍德第一次带着这个想法接近她时犹豫了。“我们有点紧张，就像，‘你想对我们的标本做什么？’”马斯列尼科夫回忆道。经过多次对话后，她转变了态度。马斯列尼科夫意识到，伍德的项目“是一个全新的研究途径”——一个实现博物馆使命的机会，即帮助前沿科学研究。正如马斯列尼科夫所说，“这不是死的存储。收藏品是用来使用的。”

历史生态学

凯蒂·莱斯利正在整理一条死了 41 年的石鱼的肠道带。到目前为止，伍德实验室的研究技术员莱斯利只发现了动物最后一餐的残余物。石鱼以多蠕虫而闻名，但这个标本被证明是异常没有寄生虫的，直到

“哦，等等，是的！”莱斯利喊道。“这是一只棘头虫！”

在显微镜下，是今天的第一只寄生虫，一只棘头蠕虫。莱斯利接着统计了另外七只寄生虫，包括扁形虫和线虫。然后，她小心地将鱼连同整齐标记的器官小瓶放回罐子里，并拿起下一个。

为了开始调查赢家和输家的问题，伍德从收藏馆中选择了八种常见的普吉特海湾鱼类物种。马斯列尼科夫帮助她确定了每个物种每个十年最多 15 个标本，最早可以追溯到 19 世纪 80 年代。在实验室里，每条鱼都接受全面的内外体检，首先检查附着在动物皮肤上的海虱，然后检查其器官和鳃中的寄生虫蠕虫。伍德承认，从技术上讲，这种方法“就像敲击两块石头一样”原始。

找到寄生虫只是第一步。蠕虫可能非常难以区分，视觉差异归结为微小附肢上的微小刺或钩子的数量。因此，物种鉴定是一项需要耐心和细致的分类学专业知识的工作。“我们的工作支持形态分类学的价值，”伍德实验室的前博士后研究员，现任宾夕法尼亚州纽曼大学助理教授的瑞秋·韦利基说。“它真的正在成为一种失传的艺术形式。”

2021 年 7 月，伍德实验室在《生态学与环境前沿》上报告了其首次分析的结果，分析对象是 1930 年至 2019 年收集的英国鳎鱼。在 100 多个标本中，研究人员鉴定出近 2,500 种寄生虫，至少代表 23 个分类单元，其中 12 个足够普遍，可以分析它们随时间推移的种群趋势。在这 12 个分类单元中，有 9 个在过去几十年中丰度没有变化；2 个（一种吸虫和一种棘头蠕虫）减少了；另一个（一种吸虫）增加了。在另一项从同一英国鳎鱼分析中衍生出来的研究中，该研究于 2018 年发表在《应用生态学杂志》上，该团队还发现，一种名为Clavinema mariae的线虫——一种会在宿主皮肤上造成难看病变的血蠕虫——在 86 年的时间里增加了 8 倍。

据未参与该研究的拉弗蒂说，这些结果“证明了世界各地博物馆书架上数百万罐腌制鱼的新价值”。他继续说，这些发现本身就值得注意，因为它们增加了一个关于寄生虫如何对环境变化做出不同反应的重要数据点。英国鳎鱼寄生虫在过去一段时间里出奇地稳定，但对于那些种群确实发生变化的寄生虫来说，并非所有寄生虫都在增加。“就像自由生活的物种一样，有些寄生虫物种在压力下表现良好，而另一些则不然，”拉弗蒂说。伍德和她的同事正在准备另一项研究发表，这项研究将更有力地检验“赢家和输家”的假设。

当团队一丝不苟地研究博物馆标本时，科学家们也在转向其他资源。尽管关于任何寄生虫物种的长期数据集很少，但有一些一次性研究记录了特定地点和时间的寄生虫丰度。在 2020 年发表在《全球变化生物学》杂志上的一篇论文中，伍德和她的团队综合了这些结果，研究对象是在寿司和生鱼片中常用的两种常见寄生虫。他们发现，其中一种蠕虫今天的流行程度与过去一样，但另一种蠕虫自 20 世纪 70 年代以来增加了惊人的 283 倍。

人们食用带蠕虫的寿司可能会导致严重的呕吐和腹泻，但伍德担心的是海洋哺乳动物——蠕虫的预期目标。通常，单条蠕虫不会从其宿主身上提取太多能量。但是，如果蠕虫的数量激增，它们可能会给海洋哺乳动物带来问题，特别是对于那些已经承受压力的种群。例如，普吉特海湾濒危的常驻虎鲸种群遭受着污染、嘈杂的船只和缺乏奇努克鲑鱼的困扰。2018 年，一头骨瘦如柴的虎鲸幼崽出现在海湾中。当局发起了一项不成功的营救行动，在幼崽死亡之前，科学家发现它的粪便中充满了伍德的研究中确定的同一种寿司蠕虫科的寄生虫卵。

这并不能证明寄生虫在幼崽的死亡中起到了作用。但伍德说，这确实暗示了寄生虫可能会使已经处境艰难的种群的生活更加艰难的可能性。为了了解更多信息，伍德实验室的博士生娜塔莉·马斯蒂克正在使用多种方法来了解今天的鲸鱼是否比过去面临更大的肠道寄生虫威胁——例如收集嗅探犬在船上发现的鲸鱼粪便，并分析其中的激素、饮食和寄生虫负荷。“如果寄生虫最终成为我们不知道的巨大压力源，那么至少这是一种可治疗的疾病，”马斯蒂克说。野生动物管理者可以将驱虫药塞进他们喂给受蠕虫侵扰的海洋哺乳动物的鲑鱼体内（“就像把你的狗的药丸藏在一团花生酱里一样，”伍德说），或者使用飞镖从远处给药。

除了可能对人类和野生动物健康产生影响外，寄生虫数量的激增还会损害某些产业。例如，普吉特海湾以生产带有珍珠般无瑕外壳的太平洋牡蛎而闻名。但在 2017 年，一位同事在伍德的办公桌上放了一个贝壳，上面有弯弯曲曲的运河和难看的黑点——这是一种名为Polydora的钻孔牡蛎害虫的迹象。尽管寄生虫本身对人类食用无害，但它们会在牡蛎壳上形成充满泥土和蠕虫粪便的水泡，并因其贪婪的隧道挖掘而使其留下疤痕。这不是食客们想在盘子里看到的东西。自 19 世纪 60 年代以来，Polydora 的爆发摧毁了澳大利亚、夏威夷和美国东海岸的牡蛎产业，但华盛顿州——美国最大的双壳贝类养殖州——长期以来一直幸免于难。然而，在 2020 年 3 月，伍德的博士后研究员朱丽叶塔·马蒂内利和她的同事在《科学报告》杂志上撰文称，一种臭名昭著的物种Polydora websteri确实已经入侵了普吉特海湾。

马蒂内利现在正在研究这种寄生虫的生态，希望能找到帮助牡蛎养殖户治疗和控制它的方法。她和伍德也在试图解开Polydora和其他钻孔多毛纲动物的历史。意外引入似乎是显而易见的答案，但故事可能更加复杂。马蒂内利正在求助于牡蛎贝冢——本质上是古代牡蛎盛宴遗留下来的贝壳堆——来解开Polydora在太平洋西北地区的历史。她证实，从詹姆斯敦斯克拉拉姆部落贝冢中回收的 1000 年前的本地奥林匹亚牡蛎壳带有某种钻孔蠕虫的迹象。马蒂内利猜测这是一种不同的物种——但也可能是Polydora一直以极低的数量潜伏着，直到现在才被某种尚未知的环境触发因素释放出来。

马蒂内利计划挖掘更近期的牡蛎贝冢，看看她是否能确定寄生虫引入当地双壳贝类种群的时间。“古生物学工作的棘手之处在于，”她说，“我们永远不会有确定的答案。但我们确实有与现在相当的过去痕迹。”

拯救寄生虫

寄生虫数量的增加仍然最受关注——这就是为什么伍德对寄生虫数量的减少及其对人类和野生动物的影响如此敏感的原因。有些减少值得庆祝，例如努力根除麦地那龙线虫，这是一种像意大利面条一样的寄生虫，在感染者的消化系统中可以长到 2.5 英尺长，然后迁移到皮肤并最终穿破皮肤。但对于不影响人类的寄生虫——绝大多数物种——一些损失令人担忧。2017 年《科学进展》杂志上发表的一篇论文估计，由于气候变化和其他压力，未来几十年内可能有多达 30% 的寄生虫蠕虫会灭绝，而我们才刚刚开始了解如此惊人的生物多样性丧失将产生怎样的影响。

例如，以许多物种中发生的寄生虫傀儡术现象为例。“寄生虫通过使猎物变得鲁莽来转移能量，从较低的营养级转移到较高的营养级，”伍德说。Euhaplorchis californiensis，就是一种吸虫扁形虫，在其幼虫期，看起来有点像精子，有一个大头和长尾巴。扁形虫的生命始于蜗牛体内，然后转移到加州鳉鱼体内，最后到达鹭或白鹭等掠食性水鸟的肠道内。然而，鳉鱼通常整天躲藏起来，这与扁形虫的计划背道而驰。因此，寄生虫在宿主的大脑上形成囊肿，导致不幸的鳉鱼在水面扑腾并闪烁其闪亮的腹部，引诱鸟类。研究人员发现，受感染的鳉鱼被鸟类吃掉的可能性是非感染鳉鱼的 10 到 30 倍。总的来说，吸虫使很大一部分鳉鱼种群更容易成为鸟类的食物——有效地补贴了这些捕食者的饮食。如果某些寄生虫物种正在减少甚至消失，那么“保护捕食者可能会变得更加困难，”伍德解释说。

同样，在日本，一种 15 英寸长的线形虫会导致受感染的蟋蟀潜入溪流，成虫蠕虫从宿主体内爆裂出来，进行寄生性狂欢。与此同时，注定要死的蟋蟀成为濒危日本红点鲑的食物，提供了该鱼高达 60% 的卡路里。线形虫不仅帮助喂养了一种濒危物种，而且通过减轻鱼类食用的其他无脊椎动物物种的压力，它还改变了溪流的整体生态。

随着科学家们对寄生虫在生态系统中的作用了解得越来越多，一个规模虽小但不断壮大的干部队伍开始认真思考有针对性地保护寄生虫的必要性。2020 年 8 月，乔治城大学的寄生虫生态学家科林·卡尔森与伍德、霍普金斯和其他九人一起，发布了一项未来十年保护寄生虫的 12 点计划。他们首先在《生物保护》杂志上撰文指出，我们无法关心或保护我们不知道存在的东西。他们挑战科学界，到 2030 年描述超过 50% 的寄生虫物种。“我们基本上才刚刚触及皮毛，”霍普金斯说。

作者建议，一旦开始涌入关于每个物种的生态和生命周期的描述和数据，就可以确定需要保护的寄生虫，然后相当简单地将它们纳入现有的物种保护计划中。寄生虫保护可以简单地搭上现有拯救濒危自由生活物种的努力的便车。濒危寄生虫同样可以添加到各种清单中，用于统计和保护濒危植物和动物。目前，国际自然保护联盟濒危物种红色名录中仅包含一种动物寄生虫，即小猪吸吮虱，而美国濒危物种名录中则没有包含任何寄生虫。

霍普金斯、伍德和他们的同行知道寄生虫存在严重的形象问题，但他们希望能够重塑它们的形象。他们将寄生虫保护的现状比作几十年前捕食者保护领域的现状。当时，许多研究人员和公众认为熊、狼和其他食肉动物对环境有害，对人类和牲畜构成危险。事实证明，这些假设不仅是错误的，而且是有害的。科学家现在知道，捕食者是关键物种——整个生态系统都依赖于它们。移除它们可能会导致一系列负面影响，从疾病爆发和养分循环中断到完全不同的栖息地类型的转变。随着研究人员意识到捕食者的重要性，公众也对它们变得热情起来。

“我希望人们愿意窥视我们放入寄生虫的这个黑匣子，”伍德说。“寄生虫不是这种单一的威胁。”