是谁杀死了美国国鸟？
本文来自微信公众号：果壳（ID：Guokr42），作者：阳光彩虹小白马，编辑：麦麦、窗敲雨，题图来自：Wikipedia
1994 年冬，短短 50 天内，29 只白头海雕在美国的德格雷湖周围意外死亡。一年后的冬天，在同一个地点，又有 26 只白头海雕非正常死亡。
死亡持续蔓延，甚至扩散到了同地区的其他鸟类身上。更加诡异的是这些鸟类死亡之前的样子：它们仿佛突然被奇怪的东西附了身，再也无法正确控制自己的身体，飞着飞着就径直撞向岩石峭壁。
白头海雕（Haliaeetus leucocephalus）是美国的国鸟，美国国徽正面的那个猛禽图案就是它。| Andy Morffew / Wikimedia Commons
在失控鸟类的大脑中，人们发现了以往从未见过的奇怪病变：它们的脑髓白质中出现了大大小小的圆形空泡。
到底是谁杀死了美国国鸟——科学家试图追击真凶，但直到 25 年后，谜底才终于解开。
离奇死亡不断扩散
这两次白头海雕大规模死亡的事件，都发生在德格雷湖及其周边地区。这是一个有着 22 年历史的大型人工湖，位于美国南部的阿肯色州。由于事发突然，前两次的事件并没有任何详细的尸检报告。
2014年也有白头海雕发生了类似的离奇死亡 | Mitch Lane / Utah Division of Wildlife Resources
就在科学家为白头海雕的死因发愁时，他们发现，这种离奇死亡现象，甚至扩散到了同地区的其他鸟类身上。1996 年 3 月，阿肯色州内的鹰群出现了反常的生理行为，它们飞出栖息地，直接撞向岩石峭壁；有 3 只获救的鹰都在 24 小时内死亡。
美洲骨顶鸡也被观测到了一系列异常举动：它们疲于飞行，肢体不协调，在飞行时摇摇晃晃，行走时也步伐蹒跚。科学家试图对美洲骨顶鸡的怪异行为进行探究，结果却以失败告终。
一种从未见过的大脑疾病
1996 年末，24 只白头海雕的尸体被送往野生动物保护中心进行检测。研究人员发现，这些死亡的白头海雕身体情况十分良好，它们胸肌发达，皮下脂肪也很充裕；但它们的胃里空空如也，只有一些恶心的绿色粘稠液体，偶尔混合着灰色的羽毛，这表明，这些死亡的白头海雕在死亡之前，已经有一段时间没有进食了。
最惊人的发现，藏在白头海雕的大脑中——所有死亡的白头海雕，其脑髓白质中都出现了大大小小的圆形小泡，有的独立出现，有的则是像一串葡萄一样串联在一起。这些泡泡多数是中空状态，极少数能观察到里面残留的膜结构碎片。
箭头所示为脑髓中出现的空洞 | 参考资料[2]
这是一种从未出现过的奇怪的大脑病症，科学家后来将其命名为“空泡性髓鞘病”（Vacuolar Myelinopathy）。从那些出现了病例的水库中，研究者回收了沉积物和死鸟尸体，进行了初步化学分析。结果却发现，当时已知的会诱发哺乳动物和鸟类类似疾病的化合物，例如六氯酚、三乙基锡或溴甲苄灵，都未能在这些样本中被检测到。
换言之，诱导这种新疾病的，是一种全新的未知物。
追踪真凶，一波三折
无法直接找到引发死亡的物质，研究人员只好回到这起横跨好几年的禽类突发性死亡事件本身。进行全方位回溯后，他们发现了几个特征：几乎所有鸟类的死亡都发生在冬季，最早发现的死亡病例均在德格雷湖周边，并且，这些死亡的物种似乎在食物链上存在相关性——美洲骨顶鸡正是白头海雕的食物之一。
感染疾病的美洲骨顶鸡行动异常，更容易被捕食；白头海雕本身又有食腐的习性，很有可能吃到感染而死的猎物。当研究人员将染病死亡的动物喂养给健康动物，包括两栖动物、爬行动物和鱼类在内的各种生物均能被感染。这说明，该疾病有可能是通过食物链进行传播的，白头海雕可能是吃到了生病的美洲骨顶鸡才暴毙身亡。
以食物链为线索，科学家们找到了“1号嫌疑人”——黑藻。这是德格雷湖中一种常见的水生植物，在上世纪中叶被引入美国，是一种外来入侵物种。它的生长速度很快，在人工水体中含量极为丰富，是鱼类和一些食草性鸟类的食物之一。冬季食物匮乏，聚集在黑藻池中的素食捕猎者，成功吸引了越冬的白头海雕。
黑藻（Hydrilla verticillata）| Yercaud-elango / Wikimedia Commons
然而，黑藻是鸟类杀手这一推测存在不足。虽然所有鸟类感染的病例，都出现在有黑藻生长的水域；但却不是所有黑藻富集区，都出现了鸟类死亡现象。
2005 年，乔治亚大学的教授苏珊·王尔德（Susan Wilde）发现了“2号嫌疑人”——黑藻叶子上的一种以前未知的蓝细菌（Aetokthonos hydrillicola）。他们发现，只有在这种蓝细菌侵入黑藻的地方，才会出现鸟类感染空泡性髓鞘病的状况。这样看来，这种蓝细菌似乎才是诱发空泡性髓鞘病的真正病因。
通过荧光显示的黑藻叶片上的蓝细菌菌落 | Susan Wilde
案件调查到这里，科学家以为自己找到了真凶。可当他们满怀希望地将案发地的蓝细菌带回实验室时，却遗憾地发现，在实验室里培养的这种蓝细菌，并不能让鸟类生病。新的希望突然破灭，事件似乎又进入了一个死胡同。“不仅鸟儿疯了，我们也快疯了。”王尔德教授如是说。
真凶到底是谁？
直到 2011 年，研究小组的博士生史蒂芬·布莱因林格（Steffen Breinlinger）在蓝细菌附生的黑藻上发现了一种新的物质，事件才又一次出现了转机。这种物质被研究者称为 AETX（aetokthonotoxin，取自希腊语“杀死鹰的毒药”），是一种五溴化双吲哚生物碱，其化学结构中含有 5 个溴原子；而蓝细菌的标准培养基不含溴，所以实验室培养的蓝细菌不能产生这种代谢物。
AETX含有5个溴 | 参考资料[1]
当他们额外在培养基中添加了溴以后，蓝细菌成功地产生了该种含溴的代谢物；直接用这种物质进行感染实验，也成功地让鸟类出现了空泡性髓鞘病。在患上空泡性髓鞘病的美洲骨顶鸡体内，研究者也发现了 AETX；这种物质可以从消化道被吸收，并在水禽体内累积。
在对 AETX 的化学结构、生物合成、生物活性等特点进行研究之后，研究者不久前在《科学》杂志发表论文，证明这种蓝细菌代谢毒素 AETX，是造成白头海雕等诸多鸟类死亡的真正凶手。从 1994 年的白头海雕神秘死亡案件开始，到随后一系列生物大规模死亡事件，至此终于有了一个科学的解释。
德格雷湖 | Armyman / Wikimedia Commons
然而，这个真凶的周围仍然迷云笼罩——在自然条件下，蓝细菌为什么会合成这种富含溴元素的代谢毒素？水体中的溴从何而来？
调查显示，这种代谢毒素的产生可能是多种条件综合诱导的结果。一种用于对抗入侵黑藻的除草剂很可能起了关键作用，因为它含有溴化物，可能刺激了蓝细菌毒素的产生。此外，季节性的温度降低也会诱导蓝细菌产生代谢毒素；人工湖周围的发电厂、随意排出的处理不彻底的工厂废水等人类社会活动因素，都有可能加剧诱导该毒素的产生。
时隔 25 年，造成鸟类大脑疾病的真凶 ATEX，终于被科学家揭开了它神秘的面纱。站在真相的尽头，回望 1994 年的冬天，在那个充斥着黑藻的德格雷湖，人类本想消灭入侵的水生植物，却阴差阳错地造成了一场鸟类的死亡惨剧。在环环相扣的自然里，有时候一个微不足道的举动，或许也会引发意料不到的结局。
参考文献
[1] Steffen Breinlinger, Tabitha J. Phillips, et al. Hunting the eagle killer: A cyanobacterial neurotoxin causes vacuolar myelinopathy. Science. 371, eaax9050 (2021). DOI: 10.1126/science.aax9050
[2] N. J. Thomas, C. U. Meteyer, L. Sileo, Epizootic vacuolar myelinopathy of the central nervous system of bald eagles (Haliaeetus leucocephalus) and American coots (Fulica americana). Vet. Pathol. 35, 479–487 (1998). DOI: 10.1177/030098589803500602
[3] What is killing bald eagles in the U.S.? https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-03/mh-wik031921.php
本文来自微信公众号：果壳（ID：Guokr42），作者：阳光彩虹小白马
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