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編者注：以下摘自內森·沃爾夫新書中的一章：《病毒風暴：新大流行時代的黎明》（由Times Books出版，是Henry Holt and Company, LLC的印記，於10月11日出版。版權歸內森·沃爾夫所有，2011年。保留所有權利）。
壺菌導致全球青蛙死亡，在某些情況下甚至導致整個青蛙物種滅絕，這對我們星球上的野生動物來說是一個悲劇性的損失。在2007年的一篇論文中，最早鑑定出壺菌的研究人員之一李·伯傑（Lee Berger）在保守的科學期刊文章中使用了不常見的語言，他寫道：“[壺菌]對青蛙的影響是記錄史上由於疾病造成的脊椎動物生物多樣性最驚人的損失。”
壺菌所發生的事情也為我們提供了關於一個更大現象的重要線索，這個現象的影響遠不止兩棲動物。在過去的幾百年裡，人類構建了一個相互聯絡的徹底的世界——在這個世界裡，一個地方的青蛙被運送到它們以前從未存在過的地方，人類可以今天在澳大利亞的泥土裡踩著靴子，明天就在亞馬遜的河流裡。這個高度流動的世界為像壺菌這樣的傳染性病原體提供了一個真正的全球舞臺。我們不再生活在一個生命孤立地存在了幾個世紀而沒有與其他生命接觸的星球上。我們現在生活在一個微生物統一的星球上。無論是好是壞，它都是一個世界。
我們是如何走到這一步的？在我們作為這個星球上的生物體存在的絕大部分歷史中，我們的移動能力非常有限。許多生物體可以在短距離內移動自身。像細菌這樣的單細胞生物有小的鞭狀尾巴，即鞭毛，可以讓它們移動，但儘管它們的分子級效率很高，鞭毛永遠不會推動它們的主人走得很遠。植物和真菌有可能透過產生被風吹動的種子或孢子而被動移動。它們也採用了利用動物來幫助它們移動的方法，這解釋了果實和像壺菌這樣的真菌孢子的存在。然而，極少有陸地生命形式在其生命過程中經常旅行超過幾英里。
地球上大部分靜態生命的奇妙例外之一是椰子樹。椰子樹的種子（即椰子），像許多其他漂流種子一樣，進化出了浮力和耐水性，使其可以透過洋流傳播很遠的距離。在動物中，一些種類的蝙蝠和鳥類是空間的掌控者。最好的例子可能是北極燕鷗，也許是地球上除了我們自己之外移動性最強的物種。燕鷗每年都會從北極的繁殖地飛到南極，然後再飛回來。一隻著名的燕鷗幼鳥在1982年夏天出生時在英國的法恩群島被標記。當它在同年10月在澳大利亞墨爾本被發現時，它在生命的頭幾個月裡完成了一萬二千英里的旅程！據估計，這些神奇的鳥類可以活二十多年，它們一生將飛行約一百五十萬英里。一名全職商業飛行員，以聯邦航空管理局允許的最大努力飛行，需要近五年時間才能覆蓋相同的距離。
然而，儘管有翅膀，大多數鳥類和蝙蝠物種實際上都生活在它們出生地附近。只有少數幾種，如北極燕鷗，進化到經常長距離移動。高度移動的物種，無論是鳥類、蝙蝠還是人類，尤其是那些生活在大型群落中的物種，對微生物的維持和傳播特別重要。在靈長類動物中，只有人類有潛力在短短幾天內，甚至在單一生涯中移動很遠的距離。這並不是說其他靈長類動物只是待在原地。幾乎所有的靈長類動物每天都會為了尋找食物而移動，而且年輕的成年人通常會在交配前從一個區域移動到另一個區域。然而，無論是靈長類動物還是鳥類，地球上沒有任何東西——當然，沒有海洋以外的東西——能在快速長距離移動的能力上與人類匹敵。人類的移動潛力，現在包括到月球旅行，在我們星球的生命史上是獨一無二的，前所未有的。但這也會帶來後果。
人類在幾百萬年前就開始真正地環遊世界，靠的是我們自己的雙腳。在漫遊能力方面，雙足行走給了我們相對於猿類表親的優勢。而且，正如第三章所討論的那樣，它對我們如何與我們環境中的微生物互動產生了影響。然而，我們現在以驚人的方式在地球上活動的能力，始於我們對船隻的使用。
最早的關於船隻的明確考古證據可以追溯到大約一萬年前。這些在荷蘭和法國發現的船隻（或許更應該稱之為木筏，因為它們是用木頭捆綁在一起製成的）可能主要用於淡水。最早的航海船隻證據來自一群英國和科威特考古學家，他們在2002年報告說，他們發現了一艘7000年前的船隻，毫無疑問是用於海上航行的。考古學家在科威特蘇比亞的新石器時代遺址發現了他們的發現。這艘船儲存在一棟石頭建築的遺蹟中，由蘆葦和焦油組成。最引人注目的是，船隻的碎片上附著著藤壺，這表明它確實在海中使用過。
透過運用遺傳學和地理學，我們可以更早地估計出首次使用航海船隻的時間。澳大利亞和巴布亞紐幾內亞的土著居民可能提供了最好的例證。透過將澳大拉西亞人與世界各地其他人類的基因進行比較，我們可以得出結論，人類至少在五萬年前就到達了澳大利亞。
在那段時間裡，我們的星球是一個相對寒冷的地方——那是冰河時期的高峰期。由於地球上更多的水被鎖在冰裡，海平面較低，露出了一些連線現在島嶼的陸地。
儘管冰河時期暴露了陸橋，但我們知道沒有人一路走到澳大利亞。特別是，巴厘島和印度尼西亞現今的龍目島之間的深水通道，一條約35公里長的通道，需要乘船才能航行。因此，我們可以推斷，這些早期人口也至少使用了一些形式的海上運輸。
我們對這些早期澳大利亞定居者知之甚少，但我們知道他們是在動物馴化之前旅行的，所以肯定沒有帶著動物一起移動。儘管如此，他們的移動還是影響了他們與微生物的關係。當他們第一次從巴厘島穿越到龍目島時，他們遇到了一套全新的動物。
巴厘島和龍目島之間的通道正好位於華萊士線，這條著名的地理分界線是以十九世紀英國生物學家阿爾弗雷德·羅素·華萊士的名字命名的，他與查爾斯·達爾文一起共同發現了自然選擇。雖然巴厘島和龍目島之間的距離並不比印度尼西亞群島沿線數百個島嶼之間的許多水道之間的距離更遠，但華萊士指出，通道兩側的動物種群差異很大。雖然他沒有我們今天擁有的精確的冰河時期水位模型，但他推測這種生物分界線存在是因為巴厘島和龍目島從未被陸橋連線，我們現在知道這是真的。
像人類一樣，其他動物也利用陸橋，但與這些早期的擁有船隻的定居者不同，不能長距離飛行的動物種群主要被困在這條深水屏障的一側或另一側。當第一批探險家離開亞洲前往澳大拉西亞大陸時，從巴厘島到龍目島跳躍了35公里，這對於靈長類動物來說是一大飛躍。當他們跨越這條分界線時，這些早期探險家進入了一個以前從未見過猴子或猿的世界。他們也遇到了全新的微生物。
這些早期定居者會受到來自澳大拉西亞動物及其微生物的新型疾病的襲擊，這些傳染病原體以前從未見過靈長類動物。然而，這些病原體對整個人類種群的影響可能有限，因為定居者的小規模人口無法維持許多種類的病原體。
很難確切知道第一次跨越華萊士線的旅行是什麼樣子的。它們可能是由完全被切斷的小群體組成的殖民事件。也許更可能的是，它們是對新土地的短暫初步嘗試，隨後建立了臨時據點，就像我們考慮殖民月球一樣。新土地的實際殖民方式將在決定微生物在兩個方向的流動方面發揮重要作用。雖然這些第一批澳大拉西亞人幾乎肯定與他們留在巴厘島的“大陸人”有一些聯絡，但這種接觸可能非常不頻繁。然而，一些可能具有長期人類感染潛力的新的澳大拉西亞感染很可能已經在分界線的亞洲一側首次進入人類種群。
在首次殖民澳大拉西亞之後的四萬年左右的時間裡，使用船隻訪問新土地的頻率會繼續增加。我們對後來的旅行以及它們如何連線微生物遙遠的土地有了更好的瞭解。也許在現代之前，基於划船的殖民高峰發生在南太平洋的波利尼西亞人群中。
在這些波利尼西亞人的旅程中，最不可思議的可能是兩千多年前首次發現夏威夷。對於第一批幸運的定居者來說，找到這個島嶼真的就像大海撈針。為了給人一種規模感，夏威夷群島中最大的島嶼，也叫夏威夷，直徑約為一百英里。而最早殖民夏威夷的南方馬庫薩斯群島，距離大約有五千英里。要想象一下擊中目標的感覺，想象一下我們矇住了一位奧運射箭運動員的眼睛，然後把他轉來轉去，讓他擊中他的目標——這個比例是差不多的。人們只能想象，在幸運者最終到達之前，有多少船隻（及其居民）丟失了。
在漫長的旅途中，波利尼西亞人可能主要以捕獲的魚類和雨水為生。然而，他們旅行時攜帶了一個名副其實的生物動物園。他們帶上了紅薯、麵包果、香蕉、甘蔗和山藥。他們還帶著豬、狗、雞，可能還有（無意中）老鼠。擁有所有這些馴養物種意味著，船隊不僅為波利尼西亞探險家提供了生命支援，還攜帶了微生物的微型儲存庫，這些微生物會在他們發現的地方傳播並與當地的微生物混合。
波利尼西亞人的航海旅行，在當時是如此的卓越，但與十五世紀和十六世紀出現的全球航運相比就顯得遜色了。到十五世紀末歐洲人到達新大陸時，數千艘巨大的帆船在太平洋、印度洋和地中海的水域上航行，在舊世界的國家之間來回運送人員、動物和貨物。
天花對新大陸人口的影響是已知的最引人注目的例子，它表明航運所形成的聯絡如何影響微生物的傳播。一些估計表明，在歐洲殖民期間，透過船隻帶來的天花殺死了阿茲特克、瑪雅和印加文明中多達 90% 的人口，這是一場大規模的毀滅性屠殺。而天花只是當時沿著航線傳播的眾多微生物之一。
每一次重大的交通運輸進步都會改變人群之間的連通性，每一次都會對新微生物的傳播產生自己的影響。船舶作為長途運輸手段的獨特性不會永遠存在。公路、鐵路和航空的使用為人類和動物及其微生物的移動提供了新的連線和路線。對於微生物來說，交通運輸革命實際上是一場連通性革命。這些技術建立了聯絡，永遠改變了人類傳染病的性質，包括，至關重要的是，它們傳播的效率。
在某種程度上使用道路是一種古老的做法，遠早於將水作為運輸媒介的使用。黑猩猩和倭黑猩猩都會建立和使用森林小徑來幫助它們穿過自己的領地。我在烏干達西南部基巴萊森林國家公園研究野生黑猩猩時，親身體驗了這一點。哈佛大學教授理查德·蘭厄姆向我介紹了這項工作，他利用這些小徑來幫助觀察黑猩猩。
蘭厄姆在坦尚尼亞的貢貝溪遺址完成了他的博士研究，該遺址由珍·古道爾建立。他批評了貢貝的一些發現，因為那裡的黑猩猩是透過供應來適應的——為了讓野生黑猩猩適應人類研究人員，這些動物被餵食大量的香蕉和甘蔗。蘭厄姆認為，供應改變了一些微妙的黑猩猩行為，因此當他在基巴萊建立自己的站點時，他以艱難的方式讓動物適應——讓他的團隊跟隨它們，直到猿類實際上放棄並且不再逃跑。他透過本質上加強和擴充套件它們沿途移動的自然路徑來做到這一點。
真正的道路建設藝術大約在五六千年前開始興起，當時舊世界的各個文化開始使用石頭、木頭，後來使用磚塊來促進人員、動物和貨物的移動。第一條現代道路是在十八世紀末和十九世紀在法國和英國修建的。這些道路使用了多層結構、排水系統，最終使用了水泥，以形成永久性結構，允許全年進行有規律的移動。
當然，現代道路在世界各地的蔓延速度並不一致。歐洲和北美的一些地區道路通往大多數人口，而我在非洲中部工作的一些地區幾乎沒有道路通行。很明顯，隨著道路進入新的地區，它們會帶來積極和消極的影響。它們是許多農村社群的首要任務之一，因為它們提供了進入市場和醫療保健的途徑，但從全球疾病控制的角度來看，它們是雙刃劍。
艾滋病毒是道路蔓延對微生物傳播產生影響的最顯著的例子之一。在一系列引人入勝的研究中，艾滋病毒遺傳學家弗朗辛·麥卡琴（我在沃爾特里德陸軍研究所 (WRAIR) 工作過的實驗室）和她在東非拉凱和姆貝亞站點的同事研究了道路在艾滋病毒傳播中所起的作用，表明靠近道路會增加一個人感染艾滋病毒的風險。隨著人們獲得更多道路，他們感染的機會更高，因為道路會傳播人，而人會傳播艾滋病毒。除了性工作者外，撒哈拉以南非洲地區感染艾滋病毒的最高職業風險是卡車司機。麥卡琴和她的同事們表明，那些道路通行能力較強的人，其艾滋病毒的遺傳複雜性更高。道路為不同型別的艾滋病毒在單個共同感染的個體中相遇並交換遺傳資訊提供了機制。但道路的作用不僅僅是幫助已建立的病毒傳播。道路和其他形式的運輸也可以幫助引發大流行。
最頑固的公眾誤解之一是我們不知道艾滋病毒是如何起源的。事實上，我們對艾滋病毒起源的瞭解比對其他任何主要人類病毒的起源的瞭解都更深入。正如我們在第 2 章中看到的，大流行形式的艾滋病毒是一種從黑猩猩傳播到人類的病毒。科學界對此沒有爭議。關於它最初如何進入人類的累積證據也越來越明確。它幾乎肯定是由於在狩獵和屠宰黑猩猩的過程中接觸了黑猩猩的血液而造成的。我們將在第 9 章中深入探討這一點，屆時我們將討論我的同事和我與中非獵人所做的工作。
也許關於艾滋病毒起源的唯一遺留爭論是它最初是如何從第一個感染的獵人傳播開來的，以及為什麼醫學界花了這麼長時間才發現它。最早的歷史艾滋病毒樣本可以追溯到 1959 年和 1960 年，比艾滋病被確認為一種疾病早了二十年。在一次令人驚歎的病毒偵查工作中，進化病毒學家邁克爾·沃羅比和他的同事成功地分析了來自剛果利奧波德維爾（現在的剛果金沙薩）一名婦女的淋巴結樣本中的病毒。
淋巴結已經在蠟中儲存了四十五年以上。透過將他們在樣本中發現的病毒的基因序列與來自人類和黑猩猩的其他毒株進行比較，他們能夠為人類病毒的第一個祖先確定大致的日期。雖然他們使用的基因技術無法將日期精確到幾十年之內，但他們得出結論，該病毒在 1900 年左右，肯定在 1930 年之前從該譜系分離出來。他們還得出結論，到 1959 年利奧波德維爾的婦女感染艾滋病毒時，金沙薩已經存在大量的艾滋病毒遺傳多樣性，這表明疫情已經在那裡確立了自己。
艾滋病毒可以追溯到 1959 年，更不用說 1900 年的事實，給醫學界帶來了一些嚴重的挑戰。其中一個核心問題是：如果它在二十世紀初就存在於人類群體中，並且到 1959 年在金沙薩至少已經構成區域性流行病，為什麼我們直到 1980 年才發現這種流行病？另一個關鍵問題是，有哪些特殊條件使得該病毒在二十世紀中期開始蔓延？
在 1950 年代採集到第一批珍貴樣本之前的時期，在艾滋病毒 1 型起源的法語區中非發生了一些變化。人類學家吉姆·摩爾和他在加利福尼亞大學聖地亞哥分校的同事在 2000 年的一篇論文中總結了一些關鍵事件，其中大部分側重於更便捷的旅行方式如何影響病毒的擴散。1892 年，從金沙薩到中非森林中心的基桑加尼開始提供輪船服務。輪船服務連線了原本被廣泛隔離的人口，從而為以前可能在當地孤立人口中滅絕的病毒創造了到達不斷增長的城市中心的機會。此外，法國人開始了鐵路建設，與航運和公路一樣，鐵路連線了人口。這為病毒從偏遠地區傳播到城市中心提供了另一種機制，從而有效地為傳播中的病毒提供了更大的宿主種群規模。
除了新的蒸汽、鐵路和公路線路提供的連通性之外，鐵路和其他大型基礎設施專案的建設也導致了文化變革，這些變革也產生了重要的影響。大批男性被徵召，通常是被強迫去修建鐵路。摩爾和他的同事指出，勞工營主要由男性組成，這種情況極大地促進了像艾滋病毒這樣的性傳播病毒的傳播。總之，航運和鐵路路線以及圍繞其建設的因素一定在艾滋病毒的早期傳播中發揮了作用。
儘管道路、鐵路和航運革命對於微生物的傳播來說是如此的戲劇性，但一種全新的運輸方式將增加另一層速度。1903 年 12 月 17 日，在北卡羅來納州的基蒂霍克，一個因其規律的微風和柔軟的沙質著陸區而被選中的地方，萊特兄弟完成了第一次持續、受控和動力飛行。大約五十年後，第一架商業噴氣式飛機在倫敦和約翰內斯堡之間飛行。到了 1960 年代，噴氣式飛機時代已經到來。
飛機以直接的方式連線人群，這使得微生物的傳播發生得更快。微生物在潛伏期方面彼此不同，潛伏期是指個體暴露於微生物和變得具有傳染性或能夠將病原體傳播給他人之間的時間。我們所知道的幾乎沒有微生物的潛伏期小於一天左右，但許多微生物的潛伏期為一週或更長。航空旅行的直接性意味著即使潛伏期很短的微生物也能有效地傳播。相反，如果一個人感染了一種潛伏期很短的病原體，他要登上輪船，除非該船有數百人可能被病毒感染，否則病毒會在輪船靠岸前滅絕。
商業航空飛行從根本上改變了流行病的傳播方式。在 2006 年一篇引人入勝的論文中，我的同事哈佛大學的約翰·布朗斯坦和克拉克·弗萊菲爾德（新生的數字流行病學家之一）找到了創造性的方法來使用現有資料，以展示航空旅行對流感傳播的影響有多大。約翰和他的同事分析了 1996 年至 2005 年的季節性流感資料，並將其與航空旅行的模式進行了比較。他們發現，美國國內航空旅行的數量預測了流感在美國的傳播速度。有趣的是，感恩節前後 11 月的旅行高峰似乎特別重要。國際旅行也起著至關重要的作用。當國際旅行者的數量較低時，流感季節的高峰來得較晚——因為當旅行者較少時，病毒傳播的時間就會更長。也許最引人注目的是，研究人員能夠看到 2001 年 9 月恐怖襲擊對流感的影響。旅行禁令導致流感季節延遲。在沒有頒佈禁令的法國，沒有觀察到這種顯著的影響，這提供了一個很好的對照。
在過去的幾個世紀裡，全球範圍內的流動便利性顯著提高。鐵路、公路、海運和航空革命都使得人類和動物能夠更快、更高效地在各大洲內部以及各大洲之間移動。交通運輸革命創造了我們星球生命史上前所未有的互聯互通。據估計，我們現在有超過五萬個機場，兩千萬英里的公路，七十萬英里的鐵路，以及在任何時候都在海洋中航行的數十萬艘船舶和船隻。
我們所經歷的互聯互通革命從根本上改變了動物和人類微生物在地球上移動的方式。它極大地提高了微生物傳播的速度。它將不同地區的人口聚集在一起，使得那些以前在低人口數量下無法維持自身的病原體得以繁榮發展。
摘自《病毒風暴：新疫情時代的黎明》，作者：內森·沃爾夫（Nathan Wolfe），由時代圖書（Times Books）於10月11日出版，時代圖書是亨利·霍爾特公司（Henry Holt and Company, LLC）的子公司。版權 © 2011 內森·沃爾夫所有。保留所有權利。 有關如何阻止致命病毒傳播的更多資訊，請閱讀內森·沃爾夫2009年在《大眾科學》雜誌上發表的專題文章“如何預防下一次大流行”。