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那时的动物更加野性。角更长,脾气更暴躁。当人类在 1 万年前控制了它们的畜群时,这些野物一直都是自由的。通过精心的培育和饲养,近东地区的第一批牧民将这些野兽塑造成了更加温顺的版本。随着时间的推移,野山羊变成了山羊,原牛变成了牛。但发生变化的不仅仅是野兽。在它们肺部的深处,人类肉眼看不见的地方,一种野生的细菌变成了家畜疾病。
认识一下支原体。这种细菌在家畜历史上留下了漫长而血腥的足迹。19 世纪,毒性极强的支原体菌株在世界各地肆虐,杀死了数百万只山羊和牛。但牛支原体的根源更深。在他们的论文中,安妮·费舍尔和她的同事表明,整个牛支原体集群出现在 1 万年前。牛支原体与它杀死的家畜一样古老。
严重的支原体感染始于咳嗽,然后是呻吟、咕噜声和更多的咳嗽。呼吸变得困难和痛苦。最终,牛或山羊变得无精打采,在疾病的晚期,完全停止移动。它只是站在那里,鼻子和嘴里流出粘液和唾液,直到死亡。如果不加以治疗,最致命的支原体菌株可以在几天内屠杀畜群。
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牛支原体通过每次咳嗽和呼吸释放的飞沫传播。山羊或牛必须与患病动物的飞沫直接接触才能感染这种疾病。这种情况并不像听起来那么罕见。只需在一辆拥挤的卡车、畜棚或围栏中有一只受感染的动物,就足以感染整个畜群。在南非山羊发生重大疫情后,兽医外科医生邓肯·哈钦回忆说,疾病传播和动物死亡的速度非常惊人:
1881 年 3 月 4 日,主要羊群开始出现肺部疾病的迹象,疾病迅速蔓延。在接下来的 14 天里,大约有 700 只山羊死亡。起初我不确定这种疾病是否会传染。我不知道有任何疾病会导致如此多的山羊如此迅速地死亡。
19 世纪的哈钦所生活的时代,就牛支原体而言,是一个黄金时代。牲畜贸易变得全球化,而疫苗接种计划仍处于起步阶段。一个国家可能被一只动物感染。在哈钦描述山羊疫情的 50 年前,他所在国家的一些牛被一头从荷兰进口的弗里斯兰公牛感染。这种疾病很快席卷南非,沿途杀死了 10 万头牛和役牛。
公平地说,并非每种牛支原体菌株都是杀手,也并非每次感染都会导致死亡。支原体家族很大,大多数菌株都不像牛支原体牛亚种(针对牛)和山羊支原体山羊肺炎亚种(针对山羊)那样致命,这两种菌株会导致上述传染性肺炎。
在过去的几年里,科学家们已经意识到牛支原体家族的范围超出了其最臭名昭著的两个成员,但到目前为止,尚未理清不同菌株之间的所有关系。为了弄清楚谁与谁有关联,安妮·费舍尔和她的同事从世界各地收集了 118 种不同的菌株,并对其中 7 个基因进行了测序。该系列包含来自所有时间和地点的细菌,包括 1931 年从非洲牛身上分离出的菌株、落基山山羊和卡塔尔的盘羊。
费舍尔的团队使用菌株之间的遗传差异作为衡量它们亲缘关系的指标,重建了整个牛支原体家族树。从这棵树中,该团队得出结论,所有牛支原体的鼻祖都生活在 1 万年前左右——大约在牧民在近东地区驯养牛、山羊和绵羊的同一时期。很容易理解,与野生畜群相比,肺部疾病在密集的人工控制畜群中会更容易传播。动物被聚集在围栏、畜棚和饮水槽周围,如果畜群是混合的,它们就会接触到以前从未遇到过的细菌和病毒。
没有细菌家族是凭空产生的,即使像牛支原体这样的肺部疾病也不是,那么它的祖先是谁呢?正如我在引言中提出的那样,它是否真的是一种野生细菌,潜伏在人类放牧的第一批野生野兽的肺部中?费舍尔和她的同事可能已经找到了一个指向这个方向的线索。在他们广泛的细菌收集品中,他们在几只野生山羊中发现了一种支原体集群的未知亲属。这个新物种是从动物园的阿尔卑斯山羊和野生落基山山羊中分离出来的。研究人员已经在对其基因组进行测序并表征其生化特征,以了解它蕴藏着关于牛支原体祖先的哪些秘密。
利奇支原体是支原体家族的一员,它会引起牛关节和乳房的炎症,而不是肺炎,它还有另一个有趣的故事要讲。大多数菌株形成了不同的遗传种群。但利奇支原体却并非如此。研究人员发现,这种细菌是杂交起源的。它近三分之一的基因来自引起牛传染性肺炎的支原体,而其余三分之二的基因来自山羊特有的菌株。由于没有宿主,支原体就无法生存,因此杂交一定发生在单个动物体内。混合畜群中的动物最有可能感染多种菌株。它们是作者所说的“杂交炉”,在其共同感染的体内烘烤出新的牛支原体变种。
虽然牛支原体作为一个家族可能与家畜本身一样古老,但两种最具传染性和致命性的菌株却要年轻得多。分别引起牛和山羊传染性肺炎的菌株的共同祖先分别生活在 91 至 414 年前和 56 至 490 年前。令我惊讶的是,作者在他们的论文中很少提及这一点,我想知道在最近几个世纪里,是什么促成了这些高毒性细菌的起源和生存。畜牧业造就了牛支原体——但又是什么让它变成了杀手呢?
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原牛,作者:Marcus Sümnick
纳瓦霍族妇女扫描图,作者:koiart71
支原体家族树,来源:参考文献。
参考文献:
Fischer A, Shapiro B, Muriuki C, Heller M, Schnee C, Bongcam-Rudloff E, Vilei EM, Frey J, & Jores J (2012). The Origin of the 'Mycoplasma mycoides Cluster' Coincides with Domestication of Ruminants. PloS one, 7 (4) PMID: 22558362