0

0
0

文字

分享

0
0
0

蛇類逐步蔓延的肺炎疫情:「爬蟲類相關巢狀病毒」入侵亞洲第一個發表案例

活躍星系核_96
・2020/05/29 ・2320字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

  • 作者/李文達│國內少數通過我國病理專科考試認證 (病專字0035號)、也是非常少數以野生動物和特殊寵物病理為志向的病理專科獸醫師

寵物新旋風:爬蟲類動物

爬蟲類動物,包含蟒蛇、蜥蜴等,在近年來成為全球非常受歡迎的特殊寵物之一;據估計,每年歐洲和美國進出口的爬蟲類動物超過 200 萬隻。據行政院農業委員會林務局的統計資料顯示,臺灣在 2001 年至 2010 年間從世界各國進口約 30 萬隻爬蟲類動物。

當全球吹起一股爬蟲類寵物旋風時,爬行類動物的國際貿易已經成為傳染性疾病跨國傳播的途徑之一。更可怕的是,進口爬蟲類動物所帶進來的傳染性疾病,不僅會對特殊寵物市場造成經濟損失,更可能會影響我國本土爬蟲類動物甚至人類的健康威脅。

爬蟲類在近年來成為全球非常受歡迎的特殊寵物。圖/giphy

蟒蛇也會得肺炎:「巢狀病毒」的起源

疾病最早的發現,原自於動物園人工環境下的印度蟒。(圖非當事動物)圖/Vassil / Public domain

2014 年,在德國北部一座動物園所飼養的印度蟒Python molurus)突然死亡。經當地獸醫病理學家和動物園獸醫解剖發現,該蟒蛇有非常嚴重的肺炎,並且在呼吸道、消化道可見大量黏液分泌物,於是由荷蘭和德國所組成的研究團隊開始了一系列調查。

最終,在這隻蟒蛇身上發現了一個新的病毒,是屬於巢狀病毒目、冠狀病毒科的 RNA 病毒。與此同時,還有兩個在美國的研究團隊在圈養的球蟒(Python regius)身上發現了類似的病毒。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
研究團隊在這隻蟒蛇身上發現了一個新的病毒。圖/研究圖片

到底這三個研究團隊,是誰先發現了這個病毒,筆者也不清楚,但是據筆者跟這幾個研究團隊的成員聊天內容來看,目前認為美國的團隊在球蟒身上發現病毒的時間可能稍稍早於歐洲的團隊。

當時這個病毒因為在分類上仍有一些爭議,因此便暫時命名為巢狀病毒,一般稱之爬蟲類相關巢狀病毒(Reptile-associated nidovirus)。直到去年,依據新的分類結果將其歸類於一個新的亞科:蛇病毒亞科(Serpentovirinae),並改名為蛇病毒(Serpentovirus)。(編按:未免混亂,以下仍簡稱為「巢狀病毒」)

爬蟲類巢狀病毒疫情四起

在 2014 年之後,有越來越多在美國和歐洲的圈養蟒蛇,包含私人收藏、動物園和研究機構,都出現巢狀病毒的疫情。

蟒蛇感染巢狀病毒之後,最主要的臨床症狀就是口腔和呼吸道分泌物變多、呼吸音變重且明顯,之後受感染的蟒蛇會開始食慾下降,並且可能因為寄發的細菌二次性感染,而有膿樣分泌物。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

最令人震驚的,就是在 2015 年時出現的第一起野生動物群聚感染病例!這起野生動物感染的案例發生在澳洲的松果蜥Tiliqua rugosa)。這些松果蜥也產生類似的呼吸道症狀,經過當地研究人員的調查,居然又是爬蟲類相關巢狀病毒。

在澳洲東部拍攝到的松果蜥。圖/wikipedia

到 2015 年年底,基本上可以確定美洲、歐洲和澳洲都已經淪陷,並且爬蟲類相關巢狀病毒不僅僅影響到圈養的動物,也對野生爬蟲類動物的健康造成影響。從 2014 年來,一直都被認為沒有爬蟲類相關巢狀病毒肆虐的亞洲,也在 2018 年正式淪陷。

台灣的第0號病蛇

雖然我們發表了台灣第一例、也是亞洲第一例的爬蟲類相關巢狀病毒的案例,但實際上,很可能早就有蟒蛇或其他爬蟲類已經感染此病毒,只是都沒有發現而已。

依據目前的親緣性分析,台灣這株病毒和美國分離到的病毒株最為接近;因此,台灣的爬蟲類相關巢狀病毒很可能就是經由寵物貿易而從美國引入。不過,目前我們只完成一株病毒的親緣性分析,之後會擴大分析的樣本數量,期望可以確定病毒的來源,並設立檢查機制避免引入新的爬蟲類相關巢狀病毒。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
研究團隊在台灣發現了台灣第一例、也是亞洲第一例的爬蟲類相關巢狀病毒的案例,但難以確定這個病毒是否早已開始傳播。圖/研究圖片

台灣的現況:有待進一步調查中

臺灣在 2019 年年底至 2020 年年初已有許多病例出現,可見此疾病已經在台灣散播出去。不管您是有飼養爬蟲類的飼主、獸醫師或是病理獸醫師都需要提高警覺,因為您們很有可能會接觸到類似的案例。

此外,過去許多動物放生活動或是逃逸的圈養動物(如目前逸出的綠水龍和綠鬣蜥),都再再顯示許多外來種已經侵入台灣本土環境。除了對台灣本土野生動物的棲地利用、食物來源等等造成影響,也可能將這些傳染病傳給台灣本土蛇類。

目前我們也會開始針對野生蛇類進行調查,來評估爬蟲類相關巢狀病毒對台灣本土野生爬蟲類的影響。

由於飼主的不當棄養,造成外來種的橫行,這不僅會影響到本土物種的食物來源與棲地,甚至會帶來疾病。圖/wikipedia

本篇所提及之臺灣球蟒案例已發表於國際獸醫學期刊《Journal of Veterinary Medical Science》上,若是在疾病診斷上有任何困難或諮詢合作,都可連絡通訊作者李文達博士 (Email: heerolee1104@gmail.com)。

相關研究團隊包含:李文達博士後研究員/病理專科獸醫師 (Fishhead Labs, LLC)、李敏旭研究員(行政院農業委員會家畜衛生試驗所)、曾奕嘉獸醫師(中興動物醫院農十六分院)和楊甯雅獸醫師(中興動物醫院農十六分院)。

資料來源

文章難易度
活躍星系核_96
752 篇文章 ・ 122 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

0

3
0

文字

分享

0
3
0
澳洲婦人腦內的蟒蛇寄生蟲
胡中行_96
・2023/09/07 ・3695字 ・閱讀時間約 7 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

「她是那麼勇敢而美好。」[1]美國疾病管制與預防中心(Centers for Disease Control and Prevention)2023 年 9 月號的《新興傳染病》(Emerging Infectious Diseases)期刊,登載一則來自澳大利亞的個案。[1, 2]論文的通訊作者對媒體表示:「你不會想成為全世界第一個被蟒蛇蠕蟲感染的病患,我們向她脫帽致敬。」[1]

嗜酸性白血球肺炎

這名現年 64 歲,出生於英國的婦人,20 至 30 年前曾到南非、亞洲和歐洲等地遊歷;目前定居澳洲新南威爾斯州東南部。她患有糖尿病、甲狀腺機能低下和憂鬱症;服用過抗生素 doxycycline 對抗社區型肺炎,但未曾完全康復。2021 年 1 月的時候,因為連續 3 週腹痛且拉肚子,又乾咳、夜間盜汗,而住進當地的醫院,並做了驗血等一系列的檢查。其異常的結果,如下:[2]

  • 血紅素(又譯「血紅蛋白」;hemoglobin):血紅素是紅血球裡面的蛋白質,[3]正常範圍是 115 – 165 g/L,[2]過低會影響氧氣的輸送。[3]這名婦人只有 99 g/L。[2]
  • 血小板(platelets):正常值為 150 – 400 × 109/L;她的卻高達 617 × 109/L。[2]會造成血小板過量的原因很多,諸如造血幹細胞異常、急性感染、慢性發炎、缺乏鐵質,或是某些癌症等,都有可能。[4]
  • C 反應蛋白(C-reactive protein;CRP):CRP 由肝臟製造,釋放到血液裡,[5]濃度通常 <5 mg/L;婦人的是102 mg/L,[2]表示感染或發炎。[5]
  • 嗜酸性白血球(eosinophil):血液中嗜酸性白血球的濃度,正常應該 < 0.5 × 109/L;婦人的數值為 9.8 × 109/L。[2]嗜酸性白血球數量增加的肇因繁多,以過敏和被寄生蟲感染,較為常見。[6]
  • 支氣管肺泡灌洗(bronchoalveolar lavage;BAL):婦人支氣管肺泡灌洗液的細胞中,嗜酸性白血球佔 30%。[2]血液的嗜酸性白血球過多,BAL 液體中又超過 25%,就有可能是肺部發炎。[7]
  • 電腦斷層掃描(computed tomography;CT):影像呈現肺臟被毛玻璃樣混濁圍繞的多處不透明陰影;以及肝臟與脾臟的病灶。[2]

婦人還做了血清學檢查,排除桿線蟲(Strongyloides)感染;而自體免疫疾病篩檢亦呈陰性。醫師綜合以上檢驗結果,判斷她得到原因不明的嗜酸性白血球肺炎(eosinophilic pneumonia),[2]並投以能消炎及抑制免疫功能的類固醇藥物 prednisolone,[2, 8]改善了部份症狀。[2]

嗜酸性白血球增多症候群

3 個禮拜後,仍在服藥的婦人,咳嗽、發燒不斷。這回坎培拉一家第三級的大醫院,幫她重新檢查,部份結果如下:驗血顯示下降的嗜酸性白血球(3.4 × 109/L)和 C 反應蛋白(68.2 mg/L),濃度依然超標;從電腦斷層掃描,可見肺部病灶移動,但肝臟與脾臟的維持原狀;肺部切片再次確定診斷為嗜酸性白血球肺炎;而微生物檢驗排除細菌、真菌和寄生蟲等各種感染。[2]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
肺臟的不透明陰影和毛玻璃樣混濁,跟上次住院的位置不完全相同。圖/參考資料 2,Figure 1A(Public Domain

另外,醫師發現婦人有單株 T 細胞受體基因重組(monoclonal T-cell receptor gene rearrangement)的問題:[2]本來多元的 T 細胞可以對付各種感染;現在特定的T細胞卻不斷自我複製,使變異貧乏單調。[9]它們過度製造白血球介素 –5(interleukin-5),促使嗜酸性白血球在骨隨中大量形成,[10]導致嗜酸性白血球增多症候群(hypereosinophilic syndrome;HES)。[2]

醫師提高類固醇藥物 prednisolone 的劑量,加上免疫抑制劑 mycophenolate,還有驅蟲藥 ivermectin。最後一項是考量婦人豐富的旅遊史;可能呈現偽陰性的桿線蟲血清學檢測;以及抑制免疫系統時的感染風險。[2]

2021 年中,從追蹤檢查的電腦斷層掃描,得知肺和肝的病灶都有好轉,但脾臟的不變。2021 年 9 月,嗜酸性白血球在血液中的濃度降至 0.76 × 109/L。2022 年 1 月,醫師想調降類固醇,又擔心壓不住婦人呼吸道的症狀,於是加開白血球介素 –5 單株抗體 mepolizumab,[2]減少嗜酸性白血球的數量。[10, 11]等到後者的數值正常,便開始降低類固醇的劑量。[2]

2022 年繼續服用類固醇 prednisolone、免疫抑制劑 mycophenolate 和白血球介素 –5 單株抗體 mepolizumab 的婦人,有長達 3 個月的時間,不僅健忘,憂鬱症還惡化。此時,她的嗜酸性白血球濃度正常;但 C 反應蛋白為 6.4 mg/L,意味著發炎;而核磁共振影像上,腦部的右額葉有個 13 × 10 mm 的病灶。於是,婦人在同年 6 月接受切片手術。[2]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
婦人的腦部核磁共振影像。圖/參考資料 2,Figure 2A(Public Domain

腦中的蠕蟲

這刀往腦袋劃下去不得了──長 80 mm,直徑 1 mm,活生生的蠕蟲!神經外科醫師將牠拖出來後,隨即進行硬腦膜切開術(durotomy)跟皮質骨切開術(corticotomy),巡周邊一輪,確定僅此 1 條,沒有共犯。稍後硬腦膜切片檢體送驗,得到的結果為良性。[2]可是那條蟲怎麼辦?

「噢,我的天啊!」神經外科醫師亢奮地說道:「你絕對不會相信,我剛才在那位女士的腦子裡,發現了什麼──牠活著,還會蠕動。」接到她電話的同事們組成團隊,一起來辨識物種。根據感染科醫師,也就是後來論文通訊作者的回憶:「我們翻遍了教科書,查詢各種會侵入神經,惹出疾病的蠕蟲。」然而怎麼也找不到答案,只好把還活著的小生命,捧去聯邦科學與工業研究組織(CSIRO),請教寄生蟲專家。對方看了一眼,驚叫:「天哪,是 Ophidascaris robertsi!」[1]

從婦人腦中拖出來的 Ophidascaris robertsi。圖/參考資料 2,Figure 2 B & C(Public Domain

這隻蛻變到三齡階段,外表朱紅的幼蟲,有 3 片典型的蛔蟲科唇瓣和盲腸,但缺乏發育完全的生殖系統。牠的頭尾被剁下來,由 CSIRO 的澳洲國家野生收藏館(Australian National Wildlife Collection)保存;其他屍塊分別交給雪梨大學(University of Sydney)以及墨爾本大學(University of Melbourne)鑑定基因。果然該寄生蟲專家所言不假,真的是 Ophidascaris robertsi。[2]

蛔蟲科唇瓣示意圖。圖/Civáňová Křížová K, Seifertová M, Baruš V, et al. (2023) ‘First Study of Ascaris lumbricoides from the Semiwild Population of the Sumatran Orangutan Pongo abelii in the Context of Morphological Description and Molecular Phylogeny’. Life, 13(4):1016.(CC BY 4.0)

Ophidascaris robertsi 生活史

Ophidascaris robertsi 這種澳洲原生的蠕蟲,採行所謂的間接生活史(indirect life cycle),一輩子寄生多個宿主:成蟲住在最終宿主(definitive hosts)地毯莫瑞蟒(Morelia spilota)的食道和胃裡,牠們的卵則會點綴於蛇糞之中。身為中間宿主(intermediate hosts)的小型哺乳類,特別是澳洲特產的有袋動物,糊里糊塗吃了卵,幼蟲便竄入牠們胸腔和腹腔內臟,活上很長的一段時間。直到有天,地毯莫瑞蟒獵捕小動物果腹,故事就再從頭來過,生生不息。[2]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
地毯莫瑞蟒。圖/Amos T Fairchild on Wikimedia Commons(GFDL-1.2)

通常這齣沒完沒了的連續劇,不該有我們的戲份,所以這位澳洲婦人是目前所知,第一個意外參與演出的人類。她家附近的湖畔為地毯莫瑞蟒的棲地,醫師推測婦人採集野生番杏(Tetragonia tetragonioides)回來做菜,因而吃到蟲卵。當幼蟲開始在她的體內亂竄,引發内臓移行性幼蟲症候群(visceral larva migrans syndrome),免疫系統理應防止外侮進入中樞神經。偏偏此時婦人正在治療致命性的嗜酸性白血球增多症候群,多種藥物令她的免疫系統龍困淺灘。O. robertsi 的幼蟲就通行無阻,順勢直搗腦部。[2]

番杏。圖/Mason Brock on Wikimedia Commons(Public Domain)

術後恢復

移除蠕蟲後,醫師停止所有抑制免疫系統的藥物,另外開了兩種驅蟲藥,包括:以前用過的 ivermectin,跟對中樞神經系統穿透力更好的 albendazole;以及劑量漸減,具有消炎作用的類固醇 dexamethasone。此時婦人的肺臟和肝臟病灶早已恢復;但電腦斷層掃描影像上,脾臟的毛病依舊存在。針對這個現象,醫師在論文裡幫那隻蠕蟲講了句公道話,認為後者不是牠的錯,並以早前的正子斷層造影為證:肺、肝兩處病灶對放射性示蹤劑的反應,與脾臟迥異。術後 6 個月,婦人的嗜酸性白血球濃度維持正常,神經精神方面也有進步。[2]目前整體狀況穩定,仍定期回診追蹤。[1]

  

參考資料

  1. Davey M. (28 AUG 2023) ‘‘Oh my god’: live worm found in Australian woman’s brain in world-first discovery’. The Guardian, Australia.
  2. Hossain ME, Kennedy KJ, Wilson HL, et al. (2023) ‘Human Neural Larva Migrans Caused by Ophidascaris robertsi Ascarid’. Emerging Infectious Diseases, 29(9):1900-1903.
  3. Low Hemoglobin’. (04 MAY 2022) Cleveland Clinic, U.S.
  4. Kuter DJ. (SEP 2022) ‘Overview of Platelet Disorders’. MSD Manual – Professional Version.
  5. C-reactive protein (CRP) blood test’. (OCT 2022) Healthdirect Australia.
  6. Liesveld J. (SEP 2022) ‘Eosinophilia’. MSD Manual – Professional Version.
  7. Salahuddin M, Anjum F, Cherian SV. (22 MAY 2023) ‘Pulmonary Eosinophilia’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  8. Prednisolone’. (APR 2023) Healthdirect Australia.
  9. T-Cell Receptor Gene Rearrangement’. (22 SEP 2020) Testing.com, U.S.
  10. Roufosse F. (2018) ‘Targeting the Interleukin-5 Pathway for Treatment of Eosinophilic Conditions Other than Asthma’. Frontiers in Medicine, 5:49.
  11. Agumadu VC, Ramphul K, Mejias SG, et al. (2018) ‘A Review of Three New Anti-interleukin-5 Monoclonal Antibody Therapies for Severe Asthma’. Cureus, 10(8):e3216.
胡中行_96
169 篇文章 ・ 65 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

1

5
0

文字

分享

1
5
0
船上的群聚感染——海上超大型培養皿│環球科學札記(40)
張之傑_96
・2021/08/18 ・1805字 ・閱讀時間約 3 分鐘

  • 作者 / 張之傑

二○二○年春節前後,新冠病毒肺炎開始蔓延。二月初,最引人注目的新聞是豪華郵輪鑽石公主號的群聚感染。

元月二十日,鑽石公主號搭載三七一一人(船員一○四五人、乘客二六六六人)從橫濱啟航,開始為期十四天的旅程。此行停靠點有鹿兒島、香港、峴港、下龍灣、基隆、沖繩,最後返回母港橫濱。

鑽石公主號二十五日停靠香港,有位香港乘客在香港下船。二十九日,這位香港乘客驗出感染新冠病毒肺炎。三十一日,該船停靠基隆。二月三日,返回母港橫濱。日本政府為慎重起見,實行海上隔離,禁止船上所有人員下船,並派遣檢疫人員登船檢疫。這一檢疫,不得了!每天都檢出若干人,到二月二十日海上隔離結束時,確診人數已達六三四人,最後竟達七一二人!

2020年3月1日,無人機所拍停靠橫濱碼頭的鑽石公主號。Hovering Cat攝。圖/Wikipedia

鑽石公主號停靠基隆時,曾有二六九四人下船,行程包括故宮、中正紀念堂、台北一○一、龍山寺、忠烈祠等等,中午在圓山大飯店用餐。為此台灣也緊張起來。然而,除了做些善後工作,諸如在乘客經過的地方噴灑漂白水消毒,此外很難有什麼積極作為。武漢肺炎的潛伏期可到兩星期,如兩週後仍沒出現病例,大概就沒事了。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在報上或電視上看到鑽石公主號的染疫新聞,不禁想起我們環球之旅的情景。還沒上船,旅行社人員就告訴我們:「上船時要多帶口罩,多準備些感冒藥。船上是個密閉空間,如有人感冒,就會到處聽到咳咳咳的咳嗽聲。」此行的一○三天航程,船上就發生過一次群聚感染,媒體說郵輪是個超大型的培養皿,還真有點道理呢。

圖/Giphy

環球之旅期間,我感冒兩次,一次是過敏引起的,一次是被感染的。人的鼻腔、口腔中本來就有些導致普通感冒的病毒,最常見的是鼻病毒和冠狀病毒。當我們抵抗力低時,這些病毒就可能趁機出來作怪。過敏就是讓我們抵抗力降低的因素之一。和平號四月二十日啟程,我在四月二十八日的日記上寫道:

晚飯後發現八樓的兩個小Spa池子有人泡澡,也有人躺在躺椅上。我們各拿一條藍毛巾當枕頭,躺下休憩一會兒。天上的彩雲朝東北方向奔去,大概是西南季風所致吧。我們各自照一張像,記錄這片刻的悠閒。原本想等到星星露臉,海上沒有光害,星星應格外明亮。不知怎地(事後想想可能是聞到煙囪冒出的煙),忽然打起噴嚏,鼻涕像自來水似的流個不停。我有不祥的感覺,弄不好就會感冒。

結果真的感冒了,拖了半個多月才真正痊癒。另一次是六月間,船上很多人感冒,咳嗽聲此起彼落,可說是一波群聚感染,感染者至少佔乘客的四分之一,我和內人都沒能躲過。這波感冒五月下旬就現出端倪,我在六月二日的日記寫道:

看秀的團員將百老匯廳塞得滿滿的,連台階上都坐滿人,我旁邊的台階上坐著一位日本老先生,他不停地咳,讓我害怕。船上有太多人感冒,一方面船艙幾乎密閉,空調系統也是連通的;一方面感冒的人大多不戴口罩。

郵輪是個密閉空間,很容易群聚感染,圖為和平號上的服裝表演。圖/作者攝

這波感冒歷時約一個月,我在六月二十三日的日記上寫道:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

人們常說,日本人守規矩,具有公德心。上了和平號,發現日本人集體時守規矩,個人並不見得守規矩。公德心更是如此。船上一再呼籲,感冒了應戴口罩,這點台灣人大多做到了,那些在公共場所咳個不停的大多是日本人。今天午餐時,我旁邊有位日本人就不掩飾地大聲咳欶,嚇得我草草吃完,趕緊走人。聽演講時,旁邊及後面又有人沒戴口罩咳個不停,也都是日本人。

六月二十四日的日記上寫道:

溫度開始降低。早餐時大多數乘客已穿上外套,我穿內衣加兩件短袖T恤,午餐時再添上一件毛背心,變成穿四件,仍覺得有點涼。剛落坐,對面來了一位戴口罩的日本太太,她咳得很厲害,一落座就脫下口罩,還在餐巾紙上吐出一大口濃痰。沒待內人吃完我就獨自離開,最近很多人感冒,要小心。

慶幸的是,這波群聚感染只是普通感冒,要是流感的話可就麻煩大了。

所有討論 1

0

1
1

文字

分享

0
1
1
變男變女變變變,小烏龜在殼內的「胎動」可以影響性別?
張維展
・2019/10/27 ・2021字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 533 ・七年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

你或許知道爬蟲類是變溫動物,不同於體溫恆定的哺乳類和鳥類,爬蟲類的身體裡欠缺調解體溫的系統,牠們必須透過體內的代謝、運動產生的熱、來自外界的熱源來調整體溫。溫度對任何動物來說都是十分重要的,影響了體內無數的生化反應,也是維繫生命的重要條件之一。

對某些爬蟲類來說,「溫度」甚至會影響性別。

性別是由甚麼決定的呢?

我們人類是以第 23 對染色體──性染色體來決定性別,這稱為基因決定性系統 (genetic sex determination, GSD),也出現在大部分哺乳類中。另外,也有如蜜蜂、螞蟻等膜翅目 (hymenoptera) 昆蟲,由蜂后未交配即產下的未受精卵,這顆卵僅有單套染色體,稱為單倍體 (haploid) 將來會發育成為雄性,而和其他雄蜂交配後所產下的受精卵則是二倍體 (diploid) 將發育為雌性,這稱為套數性別決定系統 (Haplodiploidy)。

最上方的雌蜂擁有(ABCD)(abcd)兩套染色體,牠產下的單套子代雄蜂(ABcd)和雙套雌蜂(WXYZ)(wxyz)交配後再產下子代。圖/ Wikimedia Commons

而本文的主角,龜類性別則會受到蛋孵化過程中環境的溫度所影響,科學家們將這種模式稱為溫度決定系統 (temperature-dependent sex determination, TSD)。即是蛋生下來之時,胚胎尚未決定性別,而是由孵化過程中的溫度來決定未來會發育成雄性還是雌性。但並非所有在同樣溫度下孵化的胚胎都會是相同性別,在特定的溫度範圍中兩性會同時產生,這範圍內的溫度稱為「過渡溫度範圍」,當溫度偏向某一性別時,該性別比例則會增加。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

溫度決定系統常見於硬骨魚和爬蟲類之中。溫度決定系統又可粗略分為兩類,一是隨著溫度升高,特定性別比例也隨著增加,大部分的龜類都屬於越高溫孵化為雌性的機率越高;但也有比較特別的喙頭蜥 (Sphenodon punctatus ),這是一種只生活在紐西蘭的原始爬蟲類,牠們和龜類正好相反,越高溫則會孵出越多雄性。另一種模式則較為複雜,在低溫和高溫時孵化為雌性的比例較高,介於兩極端間的溫度會使雄性的比例增加,美洲短吻鱷就屬於此類。

喙頭蜥是一種原始的爬蟲類,現今只生活在紐西蘭的活化石。圖/Wikimedia commons

氣候暖化會讓未來的小烏龜只有女孩子嗎?

說到這裡,你是否會有些疑問,如今全球暖化日益嚴重,孵化溫度理應越來越高,這會不會使爬蟲類性別比例逐漸失衡,出現性別單一化的現象呢?

多數的龜類性別是由在蛋中時所遭遇的環境溫度決定。但最近的研究顯示,其實還是有一些不願受命運、環境擺布的!過往已知龜類的胚胎可以藉由移動胚胎在蛋裡的位置,進而改變孵化過程中胚胎的溫度。但這樣的差距就足以影響決定性別了嗎?讓我們繼續看下去。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

針對淡水烏龜 (Freshwater Turtle) 金龜 (Mauremys reevesii)的研究發現,同顆蛋兩端的差異最高可以達到 4.7°C !要知道這可是非常大的溫差,在一般孵化過程中 2°C 的溫差就足以影響龜類的公母比例了。

金龜 (Mauremys reevesii)是相對常見的淡水龜種類。By Σ64Own work, CC BY 3.0, Link

科學家們做了實驗,想要了解小烏龜胚胎在蛋裡面移動的行為是否會影響最後孵出的性別比例。他們在一半的蛋上做了處理,干擾胚胎感測外界溫度,進而避免胚胎感受到外界溫度而移動的行為。在蛋全數孵化後,經過處理的組別,幾乎全部為相同性別,完全由外界的溫度決定。相反的,未處理的蛋群,胚胎可以在蛋中自由地移動,從這些蛋裡孵出來的小龜們性別比例則接近一半一半。

生命會自己找到出路?

透過移動胚胎來尋找適居溫度 (Goldilocks Zone,暫譯),小烏龜們可以避免全部陷入極端溫度,以安全地孵化,甚至於得以調節到平衡的性別比。這或許解釋了溫度決定性別的爬蟲類,是如何度過歷史上較為極端的天氣,如中生代的氣溫平均比現今高約 10°C。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

當然,但胚胎在殼內移動這個行為的效果受到很多限制,更大一部分還是必須取決於蛋所在的環境與胚胎本身。萬一外界溫度實在太高,移動後的溫度還是超出了過渡溫度範圍;又或者胚胎太大顆了或太小,移動後的溫差也很可能不足以影響烏龜的性別。

孵化後的小海龜冒險才剛開始呢。(圖非實驗研究種類)圖/pixabay@Kanenori

不論是全球暖化或者是任何生存上的種種難題,都是生物在演化這條漫漫長路上面對的挑戰。在許多情況下,生物往往用上許多意想不到的方法來解決生存的困難,就像本案例中的小烏龜胚胎移動行為。或許這些奇妙的生物,不論是胚胎或是母體,也還有許多我們尚未發現的辦法來面對環境變化所帶來的影響。

參考資料

0

0
0

文字

分享

0
0
0
蛇類逐步蔓延的肺炎疫情:「爬蟲類相關巢狀病毒」入侵亞洲第一個發表案例
活躍星系核_96
・2020/05/29 ・2320字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

  • 作者/李文達│國內少數通過我國病理專科考試認證 (病專字0035號)、也是非常少數以野生動物和特殊寵物病理為志向的病理專科獸醫師

寵物新旋風:爬蟲類動物

爬蟲類動物,包含蟒蛇、蜥蜴等,在近年來成為全球非常受歡迎的特殊寵物之一;據估計,每年歐洲和美國進出口的爬蟲類動物超過 200 萬隻。據行政院農業委員會林務局的統計資料顯示,臺灣在 2001 年至 2010 年間從世界各國進口約 30 萬隻爬蟲類動物。

當全球吹起一股爬蟲類寵物旋風時,爬行類動物的國際貿易已經成為傳染性疾病跨國傳播的途徑之一。更可怕的是,進口爬蟲類動物所帶進來的傳染性疾病,不僅會對特殊寵物市場造成經濟損失,更可能會影響我國本土爬蟲類動物甚至人類的健康威脅。

爬蟲類在近年來成為全球非常受歡迎的特殊寵物。圖/giphy

蟒蛇也會得肺炎:「巢狀病毒」的起源

疾病最早的發現,原自於動物園人工環境下的印度蟒。(圖非當事動物)圖/Vassil / Public domain

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

2014 年,在德國北部一座動物園所飼養的印度蟒Python molurus)突然死亡。經當地獸醫病理學家和動物園獸醫解剖發現,該蟒蛇有非常嚴重的肺炎,並且在呼吸道、消化道可見大量黏液分泌物,於是由荷蘭和德國所組成的研究團隊開始了一系列調查。

最終,在這隻蟒蛇身上發現了一個新的病毒,是屬於巢狀病毒目、冠狀病毒科的 RNA 病毒。與此同時,還有兩個在美國的研究團隊在圈養的球蟒(Python regius)身上發現了類似的病毒。

研究團隊在這隻蟒蛇身上發現了一個新的病毒。圖/研究圖片

到底這三個研究團隊,是誰先發現了這個病毒,筆者也不清楚,但是據筆者跟這幾個研究團隊的成員聊天內容來看,目前認為美國的團隊在球蟒身上發現病毒的時間可能稍稍早於歐洲的團隊。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

當時這個病毒因為在分類上仍有一些爭議,因此便暫時命名為巢狀病毒,一般稱之爬蟲類相關巢狀病毒(Reptile-associated nidovirus)。直到去年,依據新的分類結果將其歸類於一個新的亞科:蛇病毒亞科(Serpentovirinae),並改名為蛇病毒(Serpentovirus)。(編按:未免混亂,以下仍簡稱為「巢狀病毒」)

爬蟲類巢狀病毒疫情四起

在 2014 年之後,有越來越多在美國和歐洲的圈養蟒蛇,包含私人收藏、動物園和研究機構,都出現巢狀病毒的疫情。

蟒蛇感染巢狀病毒之後,最主要的臨床症狀就是口腔和呼吸道分泌物變多、呼吸音變重且明顯,之後受感染的蟒蛇會開始食慾下降,並且可能因為寄發的細菌二次性感染,而有膿樣分泌物。

最令人震驚的,就是在 2015 年時出現的第一起野生動物群聚感染病例!這起野生動物感染的案例發生在澳洲的松果蜥Tiliqua rugosa)。這些松果蜥也產生類似的呼吸道症狀,經過當地研究人員的調查,居然又是爬蟲類相關巢狀病毒。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在澳洲東部拍攝到的松果蜥。圖/wikipedia

到 2015 年年底,基本上可以確定美洲、歐洲和澳洲都已經淪陷,並且爬蟲類相關巢狀病毒不僅僅影響到圈養的動物,也對野生爬蟲類動物的健康造成影響。從 2014 年來,一直都被認為沒有爬蟲類相關巢狀病毒肆虐的亞洲,也在 2018 年正式淪陷。

台灣的第0號病蛇

雖然我們發表了台灣第一例、也是亞洲第一例的爬蟲類相關巢狀病毒的案例,但實際上,很可能早就有蟒蛇或其他爬蟲類已經感染此病毒,只是都沒有發現而已。

依據目前的親緣性分析,台灣這株病毒和美國分離到的病毒株最為接近;因此,台灣的爬蟲類相關巢狀病毒很可能就是經由寵物貿易而從美國引入。不過,目前我們只完成一株病毒的親緣性分析,之後會擴大分析的樣本數量,期望可以確定病毒的來源,並設立檢查機制避免引入新的爬蟲類相關巢狀病毒。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

研究團隊在台灣發現了台灣第一例、也是亞洲第一例的爬蟲類相關巢狀病毒的案例,但難以確定這個病毒是否早已開始傳播。圖/研究圖片

台灣的現況:有待進一步調查中

臺灣在 2019 年年底至 2020 年年初已有許多病例出現,可見此疾病已經在台灣散播出去。不管您是有飼養爬蟲類的飼主、獸醫師或是病理獸醫師都需要提高警覺,因為您們很有可能會接觸到類似的案例。

此外,過去許多動物放生活動或是逃逸的圈養動物(如目前逸出的綠水龍和綠鬣蜥),都再再顯示許多外來種已經侵入台灣本土環境。除了對台灣本土野生動物的棲地利用、食物來源等等造成影響,也可能將這些傳染病傳給台灣本土蛇類。

目前我們也會開始針對野生蛇類進行調查,來評估爬蟲類相關巢狀病毒對台灣本土野生爬蟲類的影響。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

由於飼主的不當棄養,造成外來種的橫行,這不僅會影響到本土物種的食物來源與棲地,甚至會帶來疾病。圖/wikipedia

本篇所提及之臺灣球蟒案例已發表於國際獸醫學期刊《Journal of Veterinary Medical Science》上,若是在疾病診斷上有任何困難或諮詢合作,都可連絡通訊作者李文達博士 (Email: heerolee1104@gmail.com)。

相關研究團隊包含:李文達博士後研究員/病理專科獸醫師 (Fishhead Labs, LLC)、李敏旭研究員(行政院農業委員會家畜衛生試驗所)、曾奕嘉獸醫師(中興動物醫院農十六分院)和楊甯雅獸醫師(中興動物醫院農十六分院)。

資料來源

文章難易度
活躍星系核_96
752 篇文章 ・ 122 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia