為寄生蟲保護而戰的科學家

我當時正在準備晚餐，切分一塊鱈魚時，在潔白無瑕的魚肉中出現了一個小的粉紅色斑點。我用刀尖去除了這個汙點，才意識到有些不對勁。原本看起來像球狀靜脈的東西開始展開成一條細長的曲線，長度相當於我的小指——而且它還在移動。

就像恐怖電影中的場景一樣，我著迷地看著這條蜿蜒的生物搖擺著身體，似乎很沮喪，因為它發現自己被從魚肉的懷抱中撕裂出來。在把它放進堆肥箱之前，我拍了幾張照片。我知道應該把照片發給誰尋求鑑定幫助：切爾西·伍德，華盛頓大學的寄生蟲生態學家——也許是世界上唯一一個用“美麗”這樣的詞來形容吸血蠕蟲的人。

伍德第二天早上回復了：Anisakidae，她寫道——可能是Anisakis simplex 或 Pseudoterranova decipiens——一種常見的線蟲，幼蟲期在魚或魷魚體內度過。伍德接著祝賀我：“有什麼比在新的一年開始時在你的鱈魚片中發現一條活生生的蠕蟲更好的方式呢？”

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考慮到伍德曾告訴我，如果這條活蠕蟲設法進入我的食道、胃壁或腸道，我將會經歷腹痛、嘔吐、腹瀉和便血，這種祝賀似乎很奇怪。她以她特有的熱情方式解釋了為什麼這樣的發現是積極的：這種寄生蟲的典型宿主是鯨魚、海豚、海豹和海獅——食物鏈頂端的動物。“魚體記憶體在蠕蟲實際上是一個跡象，表明它來自的生態系統是健康的，並且附近有健康的海洋哺乳動物種群，”伍德寫道。“慶祝這個扭動的、帶來好訊息的預兆吧！”

寄生蟲是與宿主保持親密、持久且代價高昂的關係的生物，科學家估計，所有動物物種中，完全有 40% 到 50% 屬於這一類。地球上幾乎每一種自由生活的物種都至少有一種專門進化出來利用它的寄生蟲。“寄生蟲”的最廣泛定義包括細菌、病毒、真菌和原生動物等病原體。但許多像伍德這樣的寄生蟲學家專注於多細胞後生動物：動物，包括數十萬個物種，僅寄生於脊椎動物的蠕蟲就有多達 30 萬種不同的型別。

後生動物寄生蟲種類繁多，數量也很大。它們跨越 15 個門，範圍從微小的、幾乎不算是多細胞的團塊到 130 英尺長的絛蟲，這些絛蟲舒適地盤繞在鯨魚的腸道內——這些物種在系統發育上彼此之間的差異，就像人類與昆蟲和水母之間的差異一樣大。它們生活在每個大陸的每種棲息地，以及宿主的每個孔口、器官和身體部位。它們是世界上最極端的專家之一，具有非常複雜的生活週期，有時需要多達五種不同的宿主才能讓它們從卵到幼蟲再到成蟲。“這簡直是大自然複雜性和相互關聯性的一種美麗的表達，”伍德說。

然而，相對較少的生物學家——幾乎沒有人——對寄生蟲的認識超過了絛蟲、蟯蟲和鉤蟲等對人類有害或有害的極小部分物種。因此，今天我們對寄生蟲的幾乎所有了解都來自於研究如何殺死它們。“我們無知的程度真是不可原諒，”伍德說。

這種情況正在開始改變。“疾病生態學和寄生蟲生態學是現在生態科學中增長最快的分支，”北卡羅來納州立大學的寄生蟲生態學家斯凱勒·霍普金斯說。隨著近期年輕研究人員的湧入，“我們擁有了關鍵數量的科學家和從業人員。”隨著該領域的壯大，越來越多的證據表明，寄生蟲在自然界中發揮著巨大的作用。一項新的研究表明，寄生蟲佔食物網環節的 75%；另一項研究表明，它們為我們提供了寶貴的生態系統服務，包括估計價值數十億美元的害蟲防治。

就像捕食者一樣，寄生蟲會對它們棲息地中其他生物的種群產生影響，從而影響從養分迴圈到那裡生長的植物型別，再到頂級捕食者的數量等一切事物。換句話說，寄生蟲“在自然界中發揮著以前被忽視的主要作用，”加州大學聖巴巴拉分校的寄生蟲生態學家阿曼德·庫里斯說。“它們對種群的自上而下的控制方式與捕食不同——它更慢——但坦率地說，它們的影響可能同樣巨大。”

正如寄生蟲的關鍵作用正在被揭示一樣，伍德和其他人進行的開創性工作開始表明，許多這些重要的動物正處於困境之中。它們正在與更知名的物種面臨相同的威脅：氣候變化、棲息地破壞、汙染等等。由於它們的命運與宿主息息相關——其中許多宿主也在減少——它們通常更加脆弱，特別是如果它們是僅生活在一個物種身上或體內的專家。“你能想到的每一種瀕危物種都有依賴於它的寄生蟲，”霍普金斯解釋說。“如果這些物種滅絕，那麼它們的寄生蟲也可能滅絕。”

但寄生蟲保護是一項很難推銷的事。拯救某些寄生蟲——並反過來保護它們在自然界中的作用——將取決於說服政策制定者、公眾和更廣泛的科學家群體，保護它們是值得的。

並非所有身體入侵者都是壞的

問一位寄生蟲生態學家他們是如何進入寄生蟲領域的，他們很可能會告訴你那是偶然的。伍德在紐約長島長大，夢想成為一名海洋生物學家。她想象著自己的職業生涯是與海豚一起游泳。然而，在大學裡，沒有本科海洋生物學研究的機會。她能找到的最接近水的工作是在新罕布什爾州和緬因州實習，收集感染了吸蟲的海螺。她說，寄生蟲“絕不是、在任何方面、以任何形式”讓她感興趣。“我不是為了它們去的。”

伍德的心態慢慢地發生了轉變，然後完全轉變了。在寄生蟲中，她開始發現一個與自由生活物種的世界平行執行的看不見的世界。她的本科課程幾乎沒有提到這些動物。“有可能獲得生物學學位，卻從未了解過任何關於寄生蟲的知識，”她說，並引用 2011 年的一項研究，該研究發現，77 本保護生物學教科書中，有 72% 要麼根本沒有提到寄生蟲，要麼只是將它們描繪成對其宿主構成威脅。隨著伍德瞭解得越來越多，她感覺自己好像從《駭客帝國》中醒來一樣：她突然可以看到生活中每個部分都隱藏著錯綜複雜和聯絡。她也感覺到了一個科學探索的機會。即使是寄生蟲物種，被命名的也不到 10%，更不用說進行任何詳細的研究了。

伍德現在在華盛頓大學領導著她自己的寄生蟲學實驗室——她稱之為“24 小時解剖機”。她的技術員、研究生和博士後研究人員團隊都是女性。“我無法解釋為什麼女性如此喜歡寄生蟲，”伍德說。“除了挑選最優秀的人才之外，我沒有進行任何性別選擇。”

伍德的實驗室從不同的角度解決一個問題：人們對生態系統所做的事情如何影響寄生蟲？一個專案是比較經歷不同程度人類影響的珊瑚礁中的寄生蟲傳播情況。另一個專案正在研究作為取水點的河流、湖泊和池塘的生態如何影響西非人民血吸蟲病感染的負擔。但最讓伍德興奮的是研究寄生蟲隨時間推移發生變化的方式。

瞭解過去可以告訴生態學家，在人類開始干預環境之前什麼是正常的，以及保護主義者應該渴望保護或恢復的基線條件是什麼。與研究充分、有魅力的動物（如大象或老虎）不同，野生動物寄生蟲代表著資料空白：科學家不知道它們的種群隨時間推移發生了怎樣的變化（如果有的話）。然而，伍德觀察到，科學家和媒體都傾向於宣傳寄生蟲種群正在失控增長的觀點，這主要是由於人類對環境的影響。

伍德將此稱為“天塌下來了”的敘事。例如，在 2015 年發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文中，研究人員寫道，由於“宿主多樣性抑制寄生蟲丰度……人為造成的生物多樣性下降可能會增加人類和野生動物疾病。” 然而，這是基於一個假設，即寄生蟲總是壞的。“人們的下意識期望是，隨著環境的退化，寄生蟲將會增加，因為它們被視為對系統的又一種壓力，”美國地質調查局的疾病生態學家凱文·拉弗蒂說。他說，這種預測掩蓋了“對寄生蟲生態學的強烈無知”。

伍德同意，故事可能更加複雜。她假設，像任何其他面臨環境變化的野生動物一樣，隨著時間的推移，寄生蟲也會有贏家和輸家。檢驗這一假設的唯一方法是將目前的寄生率與過去的資料進行比較。

近十年來，伍德一直在思考可能有助於填補歷史資料空白的非常規資源。她最終在一個不太可能但很方便的地方找到了通往過去的門戶：華盛頓大學伯克自然歷史文化博物館的魚類收藏館，它就在她辦公室隔壁的一棟樓裡。在這個不起眼的地下室房間裡，大約 1300 萬個海洋標本的遺骸被儲存在 40,000 個裝滿乙醇的罐子裡並懸浮其中。它是北美最大的魚類收藏館。但儲存在這裡的帶鱗的靈魂遠不及寄生蟲的數量，數千萬寄生蟲緊緊地附著在魚的皮膚、鰓、肌肉和內臟上。魚就像“寄生蟲時間膠囊”，伍德說。她所需要做的就是窺視內部。

博物館的魚類學收藏經理凱瑟琳·馬斯列尼科夫在伍德第一次帶著這個想法接近她時猶豫了。“我們有點緊張，就像，‘你想對我們的標本做什麼？’”馬斯列尼科夫回憶道。經過多次對話後，她轉變了態度。馬斯列尼科夫意識到，伍德的專案“是一個全新的研究途徑”——一個實現博物館使命的機會，即幫助前沿科學研究。正如馬斯列尼科夫所說，“這不是死的儲存。收藏品是用來使用的。”

歷史生態學

凱蒂·萊斯利正在整理一條死了 41 年的石魚的腸道帶。到目前為止，伍德實驗室的研究技術員萊斯利只發現了動物最後一餐的殘餘物。石魚以多蠕蟲而聞名，但這個標本被證明是異常沒有寄生蟲的，直到

“哦，等等，是的！”萊斯利喊道。“這是一隻棘頭蟲！”

在顯微鏡下，是今天的第一隻寄生蟲，一隻棘頭蠕蟲。萊斯利接著統計了另外七隻寄生蟲，包括扁形蟲和線蟲。然後，她小心地將魚連同整齊標記的器官小瓶放回罐子裡，並拿起下一個。

為了開始調查贏家和輸家的問題，伍德從收藏館中選擇了八種常見的普吉特海灣魚類物種。馬斯列尼科夫幫助她確定了每個物種每個十年最多 15 個標本，最早可以追溯到 19 世紀 80 年代。在實驗室裡，每條魚都接受全面的內外體檢，首先檢查附著在動物皮膚上的海蝨，然後檢查其器官和鰓中的寄生蟲蠕蟲。伍德承認，從技術上講，這種方法“就像敲擊兩塊石頭一樣”原始。

找到寄生蟲只是第一步。蠕蟲可能非常難以區分，視覺差異歸結為微小附肢上的微小刺或鉤子的數量。因此，物種鑑定是一項需要耐心和細緻的分類學專業知識的工作。“我們的工作支援形態分類學的價值，”伍德實驗室的前博士後研究員，現任賓夕法尼亞州紐曼大學助理教授的瑞秋·韋利基說。“它真的正在成為一種失傳的藝術形式。”

2021 年 7 月，伍德實驗室在《生態學與環境前沿》上報告了其首次分析的結果，分析物件是 1930 年至 2019 年收集的英國鰨魚。在 100 多個標本中，研究人員鑑定出近 2,500 種寄生蟲，至少代表 23 個分類單元，其中 12 個足夠普遍，可以分析它們隨時間推移的種群趨勢。在這 12 個分類單元中，有 9 個在過去幾十年中丰度沒有變化；2 個（一種吸蟲和一種棘頭蠕蟲）減少了；另一個（一種吸蟲）增加了。在另一項從同一英國鰨魚分析中衍生出來的研究中，該研究於 2018 年發表在《應用生態學雜誌》上，該團隊還發現，一種名為Clavinema mariae的線蟲——一種會在宿主皮膚上造成難看病變的血蠕蟲——在 86 年的時間裡增加了 8 倍。

據未參與該研究的拉弗蒂說，這些結果“證明了世界各地博物館書架上數百萬罐醃製魚的新價值”。他繼續說，這些發現本身就值得注意，因為它們增加了一個關於寄生蟲如何對環境變化做出不同反應的重要資料點。英國鰨魚寄生蟲在過去一段時間裡出奇地穩定，但對於那些種群確實發生變化的寄生蟲來說，並非所有寄生蟲都在增加。“就像自由生活的物種一樣，有些寄生蟲物種在壓力下表現良好，而另一些則不然，”拉弗蒂說。伍德和她的同事正在準備另一項研究發表，這項研究將更有力地檢驗“贏家和輸家”的假設。

當團隊一絲不苟地研究博物館標本時，科學家們也在轉向其他資源。儘管關於任何寄生蟲物種的長期資料集很少，但有一些一次性研究記錄了特定地點和時間的寄生蟲丰度。在 2020 年發表在《全球變化生物學》雜誌上的一篇論文中，伍德和她的團隊綜合了這些結果，研究物件是在壽司和生魚片中常用的兩種常見寄生蟲。他們發現，其中一種蠕蟲今天的流行程度與過去一樣，但另一種蠕蟲自 20 世紀 70 年代以來增加了驚人的 283 倍。

人們食用帶蠕蟲的壽司可能會導致嚴重的嘔吐和腹瀉，但伍德擔心的是海洋哺乳動物——蠕蟲的預期目標。通常，單條蠕蟲不會從其宿主身上提取太多能量。但是，如果蠕蟲的數量激增，它們可能會給海洋哺乳動物帶來問題，特別是對於那些已經承受壓力的種群。例如，普吉特海灣瀕危的常駐虎鯨種群遭受著汙染、嘈雜的船隻和缺乏奇努克鮭魚的困擾。2018 年，一頭骨瘦如柴的虎鯨幼崽出現在海灣中。當局發起了一項不成功的營救行動，在幼崽死亡之前，科學家發現它的糞便中充滿了伍德的研究中確定的同一種壽司蠕蟲科的寄生蟲卵。

這並不能證明寄生蟲在幼崽的死亡中起到了作用。但伍德說，這確實暗示了寄生蟲可能會使已經處境艱難的種群的生活更加艱難的可能性。為了瞭解更多資訊，伍德實驗室的博士生娜塔莉·馬斯蒂克正在使用多種方法來了解今天的鯨魚是否比過去面臨更大的腸道寄生蟲威脅——例如收集嗅探犬在船上發現的鯨魚糞便，並分析其中的激素、飲食和寄生蟲負荷。“如果寄生蟲最終成為我們不知道的巨大壓力源，那麼至少這是一種可治療的疾病，”馬斯蒂克說。野生動物管理者可以將驅蟲藥塞進他們餵給受蠕蟲侵擾的海洋哺乳動物的鮭魚體內（“就像把你的狗的藥丸藏在一團花生醬裡一樣，”伍德說），或者使用飛鏢從遠處給藥。

除了可能對人類和野生動物健康產生影響外，寄生蟲數量的激增還會損害某些產業。例如，普吉特海灣以生產帶有珍珠般無瑕外殼的太平洋牡蠣而聞名。但在 2017 年，一位同事在伍德的辦公桌上放了一個貝殼，上面有彎彎曲曲的運河和難看的黑點——這是一種名為Polydora的鑽孔牡蠣害蟲的跡象。儘管寄生蟲本身對人類食用無害，但它們會在牡蠣殼上形成充滿泥土和蠕蟲糞便的水泡，並因其貪婪的隧道挖掘而使其留下疤痕。這不是食客們想在盤子裡看到的東西。自 19 世紀 60 年代以來，Polydora 的爆發摧毀了澳大利亞、夏威夷和美國東海岸的牡蠣產業，但華盛頓州——美國最大的雙殼貝類養殖州——長期以來一直倖免於難。然而，在 2020 年 3 月，伍德的博士後研究員朱麗葉塔·馬蒂內利和她的同事在《科學報告》雜誌上撰文稱，一種臭名昭著的物種Polydora websteri確實已經入侵了普吉特海灣。

馬蒂內利現在正在研究這種寄生蟲的生態，希望能找到幫助牡蠣養殖戶治療和控制它的方法。她和伍德也在試圖解開Polydora和其他鑽孔多毛綱動物的歷史。意外引入似乎是顯而易見的答案，但故事可能更加複雜。馬蒂內利正在求助於牡蠣貝冢——本質上是古代牡蠣盛宴遺留下來的貝殼堆——來解開Polydora在太平洋西北地區的歷史。她證實，從詹姆斯敦斯克拉拉姆部落貝冢中回收的 1000 年前的本地奧林匹亞牡蠣殼帶有某種鑽孔蠕蟲的跡象。馬蒂內利猜測這是一種不同的物種——但也可能是Polydora一直以極低的數量潛伏著，直到現在才被某種尚未知的環境觸發因素釋放出來。

馬蒂內利計劃挖掘更近期的牡蠣貝冢，看看她是否能確定寄生蟲引入當地雙殼貝類種群的時間。“古生物學工作的棘手之處在於，”她說，“我們永遠不會有確定的答案。但我們確實有與現在相當的過去痕跡。”

拯救寄生蟲

寄生蟲數量的增加仍然最受關注——這就是為什麼伍德對寄生蟲數量的減少及其對人類和野生動物的影響如此敏感的原因。有些減少值得慶祝，例如努力根除麥地那龍線蟲，這是一種像義大利麵條一樣的寄生蟲，在感染者的消化系統中可以長到 2.5 英尺長，然後遷移到皮膚並最終穿破皮膚。但對於不影響人類的寄生蟲——絕大多數物種——一些損失令人擔憂。2017 年《科學進展》雜誌上發表的一篇論文估計，由於氣候變化和其他壓力，未來幾十年內可能有多達 30% 的寄生蟲蠕蟲會滅絕，而我們才剛剛開始瞭解如此驚人的生物多樣性喪失將產生怎樣的影響。

例如，以許多物種中發生的寄生蟲傀儡術現象為例。“寄生蟲透過使獵物變得魯莽來轉移能量，從較低的營養級轉移到較高的營養級，”伍德說。Euhaplorchis californiensis，就是一種吸蟲扁形蟲，在其幼蟲期，看起來有點像精子，有一個大頭和長尾巴。扁形蟲的生命始於蝸牛體內，然後轉移到加州鱂魚體內，最後到達鷺或白鷺等掠食性水鳥的腸道內。然而，鱂魚通常整天躲藏起來，這與扁形蟲的計劃背道而馳。因此，寄生蟲在宿主的大腦上形成囊腫，導致不幸的鱂魚在水面撲騰並閃爍其閃亮的腹部，引誘鳥類。研究人員發現，受感染的鱂魚被鳥類吃掉的可能性是非感染鱂魚的 10 到 30 倍。總的來說，吸蟲使很大一部分鱂魚種群更容易成為鳥類的食物——有效地補貼了這些捕食者的飲食。如果某些寄生蟲物種正在減少甚至消失，那麼“保護捕食者可能會變得更加困難，”伍德解釋說。

同樣，在日本，一種 15 英寸長的線形蟲會導致受感染的蟋蟀潛入溪流，成蟲蠕蟲從宿主體內爆裂出來，進行寄生性狂歡。與此同時，註定要死的蟋蟀成為瀕危日本紅點鮭的食物，提供了該魚高達 60% 的卡路里。線形蟲不僅幫助餵養了一種瀕危物種，而且透過減輕魚類食用的其他無脊椎動物物種的壓力，它還改變了溪流的整體生態。

隨著科學家們對寄生蟲在生態系統中的作用瞭解得越來越多，一個規模雖小但不斷壯大的幹部隊伍開始認真思考有針對性地保護寄生蟲的必要性。2020 年 8 月，喬治城大學的寄生蟲生態學家科林·卡爾森與伍德、霍普金斯和其他九人一起，釋出了一項未來十年保護寄生蟲的 12 點計劃。他們首先在《生物保護》雜誌上撰文指出，我們無法關心或保護我們不知道存在的東西。他們挑戰科學界，到 2030 年描述超過 50% 的寄生蟲物種。“我們基本上才剛剛觸及皮毛，”霍普金斯說。

作者建議，一旦開始湧入關於每個物種的生態和生命週期的描述和資料，就可以確定需要保護的寄生蟲，然後相當簡單地將它們納入現有的物種保護計劃中。寄生蟲保護可以簡單地搭上現有拯救瀕危自由生活物種的努力的便車。瀕危寄生蟲同樣可以新增到各種清單中，用於統計和保護瀕危植物和動物。目前，國際自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄中僅包含一種動物寄生蟲，即小豬吸吮蝨，而美國瀕危物種名錄中則沒有包含任何寄生蟲。

霍普金斯、伍德和他們的同行知道寄生蟲存在嚴重的形象問題，但他們希望能夠重塑它們的形象。他們將寄生蟲保護的現狀比作幾十年前捕食者保護領域的現狀。當時，許多研究人員和公眾認為熊、狼和其他食肉動物對環境有害，對人類和牲畜構成危險。事實證明，這些假設不僅是錯誤的，而且是有害的。科學家現在知道，捕食者是關鍵物種——整個生態系統都依賴於它們。移除它們可能會導致一系列負面影響，從疾病爆發和養分迴圈中斷到完全不同的棲息地型別的轉變。隨著研究人員意識到捕食者的重要性，公眾也對它們變得熱情起來。

“我希望人們願意窺視我們放入寄生蟲的這個黑匣子，”伍德說。“寄生蟲不是這種單一的威脅。”