1964年3月27日,阿拉斯加大地震持續了4分38秒。它可能引發的爆發在35年後才發生。
2013年,我在《大眾科學》上寫道,一種名為新型隱球菌的亞熱帶真菌於1999年意外地出現在太平洋西北地區數百名人類、寵物和鼠海豚的肺部。雖然罕見,但它可能從像在樹林中散步這樣簡單的事情中感染,並可能對原本健康的人造成致命的後果。
關於新型隱球菌故事最令人驚訝和困惑的轉折之一是,看似一次爆發實際上至少是兩次,甚至可能是三次。大約在1999年,溫哥華島出現了兩種不相關的新型隱球菌菌株,而第三種菌株在六年後的俄勒岡州威拉米特山谷出現。今天我們知道這三種菌株差異很大,它們可能是不同的物種。當時,專家們對所有這些菌株的起源感到困惑。
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提出了許多想法,包括風、海洋、動物、桉樹、輪胎、板條箱或網球鞋的偶然引入。大多數科學家都認為,這些真菌似乎在幾十年前就已進入太平洋西北地區,而隨後的某種干擾——也許是氣候變化——引發了感染的爆發。
現在,弗拉格斯塔夫轉化基因組學研究所和約翰·霍普金斯大學的傳染病科學家大衛·恩格爾塔勒和阿圖羅·卡薩德瓦爾(我在2013年的報道中採訪了卡薩德瓦爾)提出了一個令人驚訝的假設:真菌不僅搭乘輪船從南美洲來到太平洋西北地區,而且還藉助海嘯衝上了陸地。如果是這樣,為什麼感染不會在35年後才襲擊哺乳動物呢?
這對科學家在去年發表於mBio雜誌的論文中描述了他們的假設,他們將一個間接證據的案例拼接在一起。對所有三種真菌的DNA分析表明,它們在大約70到90年前抵達太平洋西北地區時經歷了爆發式的進化,暗示它們具有共同的起源。
恩格爾塔勒和卡薩德瓦爾認為,這種起源的一個候選者是1914年巴拿馬運河的開通。空貨輪將水泵入船體作為穩定壓艙物。這些水——以及任何搭便車的生物——通常會在下一個港口被傾倒。隱球菌屬可以在海水中生存,而新型隱球菌至少可以存活一年。透過新運河的大量運輸可能反覆將新型隱球菌從巴西等地帶到西雅圖、波特蘭和溫哥華附近的水域。
如果是這樣,真菌仍然需要上岸。他們說,1964年的地震——引發了一場巨大的海嘯,甚至在加利福尼亞州南部的海灘上也造成了人員死亡——似乎可能完成了這項工作。
自然災害是眾所周知的媒介。2011年密蘇里州喬普林龍捲風之後,爆發了一系列真菌性肺部感染,正如我在這裡記錄的那樣。1994年加利福尼亞州北嶺地震引發了一次小規模的谷熱爆發,谷熱是另一種吸入性真菌疾病。被海嘯波浪衝擊的人可能會患上侵襲性皮膚和肺部感染,這種情況被稱為“海嘯肺”,2004年印度洋海嘯和2011年日本海嘯後都發生了這種由海水氾濫引起的水傳播感染。2004年海嘯的一位倖存者甚至感染了新型隱球菌。
但是,自然災害是否可以將病原體引入一個新的地方,從而在幾十年後導致新疾病的爆發?
這對科學家認為,有幾條證據表明是這樣的。太平洋西北地區新型隱球菌汙染最嚴重的森林和土壤是那些受海嘯影響最嚴重的地區:地勢低窪且靠近海洋。一個例外是溫哥華島內陸的阿爾伯尼港地區,但該地區也受到了海嘯的重創。一股巨浪沿著一條海灣向上遊移動,水位高達26英尺,沖走了55所房屋。今天,儘管該鎮離海岸相對較遠,但仍能在那裡大量發現這種真菌。
遺傳資料還揭示了世紀中期第二次爆發式的進化,隨後是另一個穩定時期。在海上漂流數十年後,新近被困的真菌可能被迫迅速進化,以在一個不僅與海洋截然不同,而且與它們最初的家園也不同的地方生存。野生變形蟲——無定形的單細胞微生物——捕食新型隱球菌。學會智勝它們在北美的新捕食者可能需要幾十年時間。這也可能無意中訓練了真菌躲避被稱為巨噬細胞的類似變形蟲的免疫細胞,這些細胞在我們的身體中游走,做著基本相同的事情。恩格爾塔勒和卡薩德瓦爾認為,這段學習期可以解釋海嘯和爆發之間長達數十年的延遲。
太平洋西北地區已知的最早的新型隱球菌病例發生在1971年的西雅圖。關於這個病例的其他情況一無所知,但海嘯假說將有助於解釋這個異常值,因為真菌在那時已經上岸好幾年了。1971年至1999年之間可能發生過其他零星的感染,只是沒有被檢測到,因為隱球菌可以在宿主體內休眠。
最後,也許最重要的是,這個假設將有助於解釋太平洋西北地區顯然不相關的新型隱球菌的混合存在及其不同的出現時間。如果由於多年的航運,幾種菌株已經在海洋中建立起來,那麼海嘯可能同時將它們衝到數百英里海岸的岸邊。當然,推論是,我們可能會有更多的“驚喜”在等待著我們,其中一些甚至可能更有效地攻擊哺乳動物。進一步的環境測試,無論是在太平洋西北地區還是在未受海嘯影響的港口和附近陸地,都有助於支援或駁斥他們的假設,並且相對容易做到,他們認為。
mBio論文發表於2019年10月,但它對隨後的事件具有影響。恩格爾塔勒和卡薩德瓦爾提出,太平洋西北地區新型隱球菌的爆發可能是一個“黑天鵝”:一個無法預測的極端後果事件。事實上,很可能許多甚至大多數爆發都無法預測。
許多科學家認為,鑑於當時的條件,2014年西非埃博拉疫情的爆發可能是不可避免的,但實際原因是成群的患病候鳥與在空心樹中玩耍的兒童的偶然相遇。沒有人預測流感大流行會在墨西哥爆發,但那在2009年發生了。同樣出乎意料和無法預測的是艾滋病毒、SARS-CoV-1和MERS冠狀病毒、尼帕和亨德拉病毒以及美國猴痘病毒的出現;寨卡病毒突然變得嚴重的產前影響以及近期疑似由以前良性的腸道病毒D68引起的兒童類脊髓灰質炎樣襲擊也是出乎意料的,新型隱球菌在溫帶地區的出現也是如此。我們目前的困境可能是自1918年流感大流行以來最大的黑天鵝事件,而1918年流感大流行本身可能意外地起源於堪薩斯州。
大量的資金、計算能力和調查資源已被投入到預測新疾病爆發的問題上。這些努力今年徹底失敗了。金融哲學家納西姆·塔勒布(他創造了“黑天鵝”一詞)認為,應對此類事件的正確方法不是試圖預測它們;而是為它們做好準備。儘管在我看來,探究它們的起源以便我們能夠努力避免未來的災難(取締並積極起訴野生動物的銷售和減少森林砍伐似乎是顯而易見且人道的選擇)是值得的,但政府應該只是假設大流行和爆發是不可避免的,並採取適當的行動。
我們並非沒有昂貴的防禦性投資的先例。在加利福尼亞州,城市規劃者和工程師知道會發生大地震,但他們並不太擔心細節。畢竟,即使在研究了加州地震學和地質學一個世紀或更長時間之後,破壞性的1994年北嶺地震發生在一個甚至沒有出現在地震地圖上的斷層上。相反,他們只是相應地進行建設。
