美国蜱虫和疾病因全球变暖向北扩散 - 彭博社
Robert Langreth
黑腿蜱虫正在纽约米尔布鲁克的凯瑞生态系统研究所作为蜱虫气候项目的一部分进行研究。
摄影师:布赖恩·安塞尔姆为彭博绿色提供
葡萄园风电的涡轮叶片碎裂成碎片,碎片飞散到南塔基特和玛莎的葡萄园海滩。
摄影师:史蒂夫·希斯利普/凯普科德时报/美国今日网络
蜱虫是自然界中最坚韧的生存者之一。它们已经存在了至少一亿年,曾经以恐龙的血液为食。它们的身体含有防冻剂,帮助它们在寒冷天气中生存,前两条腿上有二氧化碳和红外传感器,帮助检测温血哺乳动物的接近。腿上的微小毛发增加了摩擦力,使蜱虫能够附着在经过的动物身上。而黑腿蜱虫是美国传播疾病最多的蜱虫,以其不挑食而闻名,乐于吸食众多哺乳动物和鸟类的血液,使它们成为从一个物种传播疾病到另一个物种的完美载体。
黑腿蜱虫及其国外的同类曾经局限于某些气候,尤其是温和潮湿的温带地区,如新英格兰沿海地区。现在,它们出现在以前没有出现的更北的地方。
一只雌性黑腿蜱。摄影师:Bryan Anselm 为 Bloomberg Green1990年代,瑞典的研究人员惊讶地发现蜱虫沿波罗的海海岸爬入人口稀少的北方。这个带病的史前生物带来了新的莱姆病病例和其他疾病。到2009年,这些小生物已经到达北极圈的边缘。
在捷克共和国的山脉中,蜱虫现在出现在海拔超过1100米的地方;在1980年代之前,它们显然无法在700米以上生存。在美国,它们从新英格兰南部和上中西部的据点向北和向西扩散,直到明尼苏达州的最北端和新英格兰北部。
而从那里,它们继续向前。在加拿大东部,政府研究人员发现蜱虫以每年高达50公里的速度向北侵入,带来了疾病。
莱姆病正在上升
来源:疾病控制与预防中心
这种无情的北进与温和的冬季和温暖的夏季密切相关,这为蜱虫提供了更多寻找宿主的机会。理解蜱虫的迁徙及其同时向更高纬度和海拔的攀升,已从一种偶然的好奇心变成了65岁疾病生态学家Richard Ostfeld的痴迷,他在纽约米尔布鲁克的凯瑞生态系统研究所工作。他已经沉浸在蜱虫研究中近三十年,并在过去十年中研究气候如何影响蜱虫的生存。
“我们都应该非常担心,”奥斯特费尔德说,关于蜱虫传播疾病的长期风险。“这是一个日益严重的公共卫生威胁,我们需要控制它,因为如果让它不受限制地传播,控制起来就会更加困难。”
虽然蜱虫传播与全球变暖之间的广泛关联是显而易见的,但随着气候变化,预测它们接下来会去哪里却出乎意料地困难,证明因果关系也是如此。关于什么天气条件会在野外杀死蜱虫的具体细节知之甚少,而更复杂的是,蜱虫种群因多种原因自然起伏,例如它们的啮齿动物宿主所吃的橡果的丰盈。预测蜱虫接下来会传播到哪里,“是非常重要的,”奥斯特费尔德说,“因为蜱虫去哪里,蜱虫传播的疾病也会随之而去。”
奥斯特费尔德在纽约米尔布鲁克的凯瑞生态系统研究所摄影师:布莱恩·安塞尔姆为彭博绿色提供在美国,这些疾病近年来增加了两倍多,从2004年的22,000例增加到2018年的47,000例以上。莱姆病占据了大部分,但许多不太为人知的蜱虫疾病也在上升,包括流感样的无形体病和巴贝斯虫病,这是一种类似疟疾的红细胞感染。蜱虫还可以传播波瓦森病毒,这种罕见的微生物去年导致前北卡罗来纳州参议员凯·哈根去世。美国疾病控制与预防中心列出了16种在美国由蜱虫传播的细菌、病毒和原生动物疾病,还有几种主要存在于世界其他地区的疾病。而且,新的疾病不断被发现。
在奥斯特费尔德办公室附近的树林里,一组六名研究人员正在进行首次严格控制的野外实验,专门旨在研究蜱虫和气候变化。他们正在人工加热土壤,并在接下来的一年中,将蜱虫在不同的生命周期阶段放置在布袋中,以观察它们在什么温度和环境中能够繁衍生息,以及在什么条件下它们开始死亡。变量的数量是巨大的——从雪覆盖、相对湿度到宿主哺乳动物的活动都可能影响蜱虫的生存。
这一切的复杂性让奥斯特费尔德夜不能寐。但如果这项实验,以及在北卡罗来纳州和纽约州上州的其他两个实验成功,将为气候模型师提供一些首批可靠的数据,以预测未来蜱虫传播的疾病将会出现在哪里。
研究人员伊丽莎白·麦戈文(左)和梅根·希尔雷,在凯里生态系统研究所的场地上,时间是七月。希尔雷现在在缅因大学工作。摄影师:布莱恩·安塞尔姆,彭博绿蜱虫隐秘的生活方式使得它们难以研究。它们在两年的生命周期中仅吃三次,但花费多达20%的时间寻找食物。这个过程称为“寻觅”,涉及站在叶子或草尖的边缘,伸出两条毛茸茸的腿,准备抓住任何恰好经过的哺乳动物。但大多数时间,正如研究人员所能判断的那样,蜱虫的存在“几乎什么都不做,”奥斯特费尔德说。
或许蜱虫最出色的武器就是它让受害者对其叮咬毫无察觉。当蜱虫将其像钳子一样的下颚和一种叫做“舌头”的带刺针状附肢插入动物的肉中时,它会释放出类似医院输液的物质,包括止痛药以止住疼痛、抗组胺药和抗炎药以确保不会发痒或肿胀,以及抗凝剂以保持血液流动数天。黑腿蜱是东北部和中西部主要传播疾病的蜱虫种类,尤其擅长于不被察觉地吸血。
研究人员使用拖布收集和检查蜱虫。摄影师:Bryan Anselm 为彭博绿不久前,莱姆病在加拿大很少见。现在,每年大约有2000例。蜱虫种群正在“不断向北扩展”,这种模式与气候变化作为驱动因素一致,加拿大公共卫生局的研究科学家尼古拉斯·奥格登说。更长的温暖季节使蜱虫更有机会找到宿主并完成其生命周期,他预测:“我们将看到越来越多的加拿大变得适合蜱虫生存。”
虽然大多数研究集中在黑腿蜱及其欧洲亲属上,但其他种类的蜱虫也在向以前较冷的地区扩散,包括所谓的孤星蜱,它与红肉过敏有关,并且可以传播罕见但潜在致命的心脏地带病毒以及类流感的细菌性疾病——埃里希体病。长期以来被认为是东南部的蜱虫,近年来它在长岛和新英格兰南部取得了重大进展。根据《新兴传染病》上发表的研究,伊利诺伊大学的研究人员在七月惊讶地发现,携带心脏地带病毒的孤星蜱已经向北移动,并在距离芝加哥60英里内建立了栖息地。
Schierer 为蜱虫气候项目持有一个蜱虫。摄影师:Bryan Anselm 为彭博绿色提供当然,蜱虫栖息地和蜱虫疾病的传播不仅仅与气候有关。森林破碎化、鹿群数量增加、自然适应寒冷气候以及不断扩张的郊区都发挥着作用,使得气候变化的影响难以解析。一些研究人员认为气候的作用被夸大了,北方的传播主要可以用这些其他因素来解释。“我们不知道天气变化可能对蜱虫造成什么影响,”塔夫茨大学的流行病学家和蜱虫研究员萨姆·特尔福德说。如果蜱虫被驱赶到人口中心以北的地区,变暖对一些受影响严重的地区现在可能是中性或有利的。“数据并不充分。”
这就是奥斯特费尔德工作的意义所在。他与纽约大学和华盛顿州立大学的研究人员共同设计的关于蜱虫生存和气候变化的田野实验,乍一看并不起眼。它位于纽约市以北80英里,凯里生态系统研究所停车场后方几码处的一片不起眼的树木繁茂的区域。在那里,两块覆盖着叶子的土壤,每块大约一平方米,已被分成90个方格,就像一个大型户外跳棋盘。38个方格覆盖着含蜱虫的尼龙布袋,这些袋子深入到用高尔夫球洞切割工具挖出的土壤核心中。其他方格则包含各种温度、相对湿度和土壤湿度传感器,随时记录精确的环境条件。
一名研究人员正在监测一个定制设备,该设备加热围绕一组蜱标本的土壤。摄影师:Bryan Anselm,来自彭博绿色这两个区域设计得非常精巧,基本上是相同的,除了一个不同之处:在其中一个区域,土壤通过埋在土壤中的110个均匀间隔的热探头加热,并连接到一个24伏的太阳能电池。这样可以将土壤温度提高2.5摄氏度,正好是该地区预计在未来50年内的升温幅度。
“我们几乎对蜱在冬季寒潮、夏季热浪、洪水事件或干旱中是否会被直接杀死一无所知,”Ostfeld说。
一只雌性黑腿蜱。摄影师:Bryan Anselm,来自彭博绿色尽管蜱无法被消灭,但了解它们可能传播疾病的地方可以帮助公共卫生部门提醒当地居民和医生。莱姆病如果早期发现,使用抗生素治疗非常有效,但如果错过,细菌可以在全身传播,并导致从关节炎到神经系统并发症等各种并发症。而这种最坏的情况更可能发生在那些没有经历过莱姆病或其他蜱传播疾病的地方。
“这就是气候变化的一个后果。它在从未经历过的社区中传播,”Ostfeld说。
在一台损坏的风力涡轮机冲上南塔基特海岸几周后,这个富裕的马萨诸塞州社区的居民们仍然感到愤怒。有些人甚至将这一事故比作石油泄漏。
尽管他们的愤怒掩盖了事件的短暂性——水域在24小时内重新开放游泳——但社区感受到的伤害感却威胁着投下长长的阴影。位于南塔基特的葡萄园风电项目是新兴行业的标志性工程,预示着大规模风能建设的到来,这将为沿海城市提供零碳电力。这里发生的事情可能会对计划在马萨诸塞州的玛莎葡萄园、亚特兰大城及东海岸其他地方的众多项目产生影响。