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2026-06-26 13:53 知音官网发布

关岛80年人蛇缠斗,基因技术永除祸患
刘无敌
  从2025年6月到2026年6月,美国国防高级研究计划局(DARPA)和联合美国地质调查局(USGS)对关岛8个关键变电站进行夜间捕杀棕树蛇,因为棕树蛇拥有独特的“套索式攀爬”技能,能轻松爬上光滑的电线杆。它们爬到电线上后,身体会同时接触火线和零线,导致瞬间短路,引发大规模停电。仅2024年一年,棕树蛇就造成了86次停电,大部分发生在深夜或凌晨,严重影响了居民生活和关键基础设施运行。面对这种难以根除的入侵物种,美国国防高级研究计划局宣布启动“卫兵”项目。该项目计划利用基因驱动技术,在24个月内开发出能够精确消灭关岛棕树蛇的工具。这一计划让关岛长达半个多世纪、从生态崩溃到技术反击的“人蛇大战”再次走到全球视野中央……
偷渡而来
  1944年7月21日,美国发起第二次关岛战役,从日本手中夺回了这座西太平洋岛屿的控制权。战争结束后,关岛作为美国海军的前方基地被保留下来,军用船只频繁往来于澳大利亚、巴布亚新几内亚与关岛之间,运送回收的战争物资。
  谁也未曾留意,一种体长可达3米、擅长攀爬的树栖蛇类——棕树蛇,正顺着货船底舱的木板缝隙悄然登岛。这种蛇原产于印度尼西亚东部、所罗门群岛、巴布亚新几内亚以及澳大利亚的北部与东岸,性情并不凶猛,也没有致命毒液。由于在原产地有众多天敌制约,它们的种群数量一直保持稳定。
  棕树蛇最初出现在关岛西部的阿普拉港海军基地,这里是军事禁区,周边人迹罕至;再加上棕树蛇昼伏夜出的习性,让它们完美避开了白天的军事活动,得以悄悄在岛上扎根立足。
  1953年,历史学者拉塞尔·斯蒂芬斯在《关岛,美国:一个领地的诞生》一书中写道:“近年来,关于在阿普拉港附近发现某些蛇类的流言一直存在。”两年后,关岛总督办公室正式确认捕获了8条蛇。“不过是几条蛇而已,岛上偶尔出现陌生物种很正常,没必要大惊小怪。”当时一位工作人员的随口之言,竟得到岛上所有人认同,没人意识到一场生态灾难已悄然酝酿。
  关岛原本有12种原生森林鸟类,还有大量蜥蜴、蝙蝠和昆虫,这些都是棕树蛇喜爱的食物。更关键的是,这座岛屿从未有过原生蛇类,也没有任何能克制棕树蛇的动物。没有天敌束缚,又有充足的食物来源,棕树蛇开始疯狂繁殖。雌蛇一年可产卵2~3次,每次产卵6至12枚,幼蛇出生后仅需几个月就能长大,随即加入繁殖队伍。
  从1950年到1970年,短短20年时间,入侵关岛的棕树蛇数量呈爆发式增长,翻了好多倍。到20世纪80年代,关岛部分区域的棕树蛇密度已达到每公顷100多条,全岛最高峰值时,其数量更是超过了200万条,原本鸟语花香的关岛,渐渐沦为蛇类的“独立王国”。
  棕树蛇数量激增后,最先遭受灭顶之灾的是岛上的原生鸟类。作为擅长爬树的捕食者,棕树蛇凭借独特的“套索式攀爬”技能,总能悄无声息地潜入鸟巢。它们能垂直立起身体达2~3米高,在树木之间灵活移动,水平跨越时,用蛇尾卷住固定物就能让自身58%的身长悬空。
  美国生物力学教授布鲁斯·杰恩和格雷戈里·伯恩斯的研究显示,棕树蛇能够立起的高度相当于自身长度的82%,也就是说一条3米长的棕树蛇直起身子甚至比篮球巨星姚明还高。
  格雷戈里在研究报告中感慨道:“这种攀爬能力太惊人了,鸟类根本没有躲避的机会。”棕树蛇不仅吞食鸟蛋和幼鸟,就连成年鸟类也难以幸免,导致关岛鸟类种类锐减。1980年时,已经有10种鸟类彻底消失,仅剩的2种鸟也只能躲在人类划定的保护区域内勉强生存。
  鸟类的消失直接打破了关岛的生态平衡,引发了连锁反应,导致整个生态链彻底断裂。没有了鸟类捕食昆虫,蜘蛛和甲虫的数量疯狂暴涨,雨林的地面与树干上密密麻麻布满了蜘蛛网。
  没有了鸟类传播植物种子,许多树种失去了繁衍途径,其中关岛两种关键树种马里亚纳九节木和锯齿叶豆腐柴的种子招募率分别下降了61%~92%,雨林日渐稀疏,部分区域甚至出现了成片枯树的荒芜景象。种种因素叠加,让关岛的生态系统彻底陷入混乱。
  随着蛇患日益严重,棕树蛇的危害逐渐蔓延到人类生活中。它们常常攀爬电线杆和变压器,一旦身体同时触碰火线与零线,就会引发电路短路,导致大面积停电。据关岛电力局统计,此前每年因棕树蛇引发的停电次数曾超过200次,有时一次停电会持续数天,医院、机场、居民住宅等场所都会陷入黑暗,每年造成的经济损失高达400万美元以上。
  关岛电力局的工作人员经常无奈地抱怨:“又停电了!肯定又是棕树蛇搞的鬼,再这样下去,我们的损失将无法计量。”
人蛇大战
  更让居民们感到不安的是棕树蛇频繁侵入日常生活的空间。它们能轻易从窗户缝隙、门沿、天花板破洞钻入室内,潜伏在衣柜背后、床底或橱柜角落。这种无孔不入的侵入使许多家庭长期生活在持续的警惕与恐惧之中。
  尽管棕树蛇的毒液对成年人通常不致命,但仍会引起伤口红肿、剧痛、头晕等明显不适。而对免疫力较弱的老人和儿童来说,毒液可能造成严重反应,甚至危及生命。关岛医院每年收治的咬伤病例高达数百起,其中不乏老人和孩童。
  面对日益严峻的人蛇冲突,关岛当局自20世纪后期展开了一场长达数十年的“人蛇大战”。最初是最直接的人工捕杀。由居民、志愿者和军人组成捕蛇队,在夜间深入丛林边缘,利用长杆、网兜和陷阱进行清剿。然而,面对岛上数以百万计的蛇群,这样零星的捕杀犹如杯水车薪,根本无法遏制蛇患的蔓延。
  20世纪90年代,美国农业部将棕树蛇列为三大害虫之一,开始系统寻求治理途径。1992年,生物学家林恩在了解到关岛的生态灾难后,踏上这座岛屿。
  初到关岛,眼前的景象令她震惊:这里已沦为一座“蛇岛”。雨林中一片死寂,居民谈蛇色变。林恩望着树枝上蜿蜒爬行的棕树蛇,心中只有一个坚定的念头:必须找到办法清除这些蛇,拯救这座岛屿。
  林恩带着团队,走遍了关岛的每一片雨林、每一个居民区,在树上安装红外相机,在地上放捕捉笼,为捕获的蛇安装追踪器,系统记录它们的数量、分布与习性。热带雨林闷热潮湿,蚊虫肆虐,林恩和队员身上总是布满蚊虫叮咬的伤痕和树枝刮擦的疤痕。有时候遇到下雨天,山路泥泞,他们还会滑倒,身上沾满了泥土。
  经过两年的艰苦监测,他们掌握了棕树蛇的关键情况,全岛遍布蛇踪,原生鸟类近乎绝迹,蜥蜴和蝙蝠数量锐减,而蛇群的繁殖速度却快得惊人。
  林恩牵头,启动了拯救关岛的计划。她首先尝试的,也是人工捕捉。基于前期的监测数据,她组织起由居民、志愿者和军人组成的捕蛇队,在蛇群密度最高的区域进行精准清除。同时,团队在树干上安装光滑挡板、在居民区设置防蛇围栏,并在机场港口用缉蛇犬严查货物。
  这种方法相较之前的零散扑杀更为系统高效,但对于数以百万计、已深深扎根于全岛的棕树蛇种群而言仍旧是太慢了。而且,捕蛇队清理完一片区域,雨林深处更多的蛇便会迅速填补空缺,繁殖速度远远超过了捕捉速度。人工捕捉只能暂时缓解蛇患,根本控制不住局面。
  林恩没有放弃,她又尝试了化学诱杀。科学家发现,棕树蛇对乙酰氨基酚很敏感,这种药是常见的退烧药,对人类和其他动物无害,但只要给棕树蛇吃80毫克,它就会在3天内死亡。而且棕树蛇不仅吃活物,还会吃动物尸体,这给化学诱杀创造了条件。
  2002年,林恩团队与美国农业部合作,开启了第一次直升机空投毒饵试验。他们将含有对乙酰氨基酚药片的死老鼠作为毒饵,绑上彩色飘带,从空中精准投放到树冠层。这样设计是为了让毒饵悬挂在枝头,专供树栖的棕树蛇取食,尽量避免被地面动物误食。
  试验初期效果令人振奋。在投放区域,棕树蛇的死亡率显著上升,局部蛇群密度下降了约40%。团队一度看到了希望的曙光,认为终于找到了破解困局的关键。
  然而,这个方案很快出现问题。首先,关岛地形复杂,直升机难以覆盖全岛,许多陡峭或茂密的区域成为投放盲区。其次,部分棕树蛇在摄入亚致死剂量后,竟逐渐产生了抗药性,使得药效随时间递减。更令人担忧的是,仍有少量毒饵意外坠落,导致蜥蜴、螃蟹等非目标动物死亡,引发了新的生态担忧。化学诱杀虽然能局部减量,却依然无法根除蛇患。
  2010年,林恩团队又尝试了一种新方法:空投携带化学标记的老鼠。他们想通过这些老鼠,追踪棕树蛇的扩散路径,然后有针对性地进行诱杀。但棕树蛇的扩散能力,比他们想象的要强得多。它们会藏在集装箱、车辆和飞机里,跟着货物跑到关岛的各个角落,甚至有几次,差点被带到邻近的夏威夷群岛。
  夏威夷有很多特有鸟类,要是棕树蛇登陆夏威夷,肯定会重演关岛的悲剧。美国军方和环保部门只能在关岛的港口和机场,设置严密的检查,防止棕树蛇“偷渡”,但还是无法做到万无一失。人工捕捉、化学诱杀、追踪监测、物理隔离,林恩尝试了所有能想到的办法,每一次都以失败告终。
  到2012年,林恩已经在关岛待了20年。她看着依旧寂静的雨林,看着到处都是的棕树蛇,看着居民们依旧恐惧的眼神,心里充满了绝望。她在研究日志里写道:“我花了20年,用尽了所有办法,却连蛇群的数量都控制不住,我就像一个傻瓜,拿着勺子想舀干大海。”
  那段时间,林恩经常失眠。她晚上躺在床上,总是会梦见岛上曾经的鸟鸣,梦见那些已经灭绝的鸟类,醒来后,只有无边的寂静。她甚至开始怀疑,自己做的这一切,到底有没有意义,关岛的生态是不是永远都无法恢复了。
  她的团队成员也陆续离开了。有人觉得这场战役人类根本赢不了,有人转行去了其他项目。最后,只剩下林恩一个人还在坚持。她每天依旧背着观测设备,走进雨林,记录蛇群的动态,守护着那仅剩的几种濒危鸟类。她告诉自己,只要还有一丝希望,就不能放弃。
基因计划
  2016年,林恩收到了一封来自美国国防部高级研究计划局的邮件。邮件里说,他们启动了一个叫“卫兵”的项目,想用基因驱动技术,控制入侵物种的种群,关岛的棕树蛇被列为核心试验对象。他们邀请林恩,作为首席生态学家,带领团队参与试验。
  林恩一开始根本不了解基因驱动技术,她只在书本上看到过基因编辑的相关知识,从来没想过,这种技术能用来解决蛇患。她特意查了很多资料,才慢慢明白,这种技术是通过编辑生物的基因,让特定的基因能大概率遗传给下一代,最终改变整个种群的特性。
  美国国防部高级研究计划局提出的方案是利用基因驱动技术精准编辑棕树蛇的繁殖基因,使其后代丧失生育能力。按照这一设计,随着经编辑的基因在种群中扩散,新生幼蛇将逐年减少,种群规模会逐渐萎缩,直至最终在岛上消失。理论上,该技术具备高度物种特异性,不会对其他生物、人类及环境产生直接影响。
  与以往所有治标的方法相比,基因驱动技术直指问题的核心,从繁殖根源上控制种群数量,堪称一种根本性的解决方案。然而,林恩并没有立刻接受。在关岛奋战20年的她,比任何人都更清楚这片生态系统的脆弱。任何新技术都可能带来难以预料的风险,林恩最担忧的是基因编辑可能出错,或被编辑的基因通过某种途径扩散到其他物种,对关岛生态造成不可逆的二次伤害。
  林恩专程找到美国国防高级研究计划局的基因科学家艾伦,郑重提出了自己的疑虑:“艾伦博士,这项技术真的能做到万无一失吗?我担心编辑后的基因序列会扩散到非目标生物体内。关岛的生态已经不能再承受一次打击了,我们真的输不起。”
  艾伦理解她的谨慎,他解释道:“林恩博士,我们完全理解您的担忧。我们已进行了大量前期实验,基因编辑技术能像‘分子剪刀’一样,精确靶向棕树蛇特有的基因序列。此外,我们通过严密的计算机模型,模拟了基因在蛇群中的传播路径与边界,所有结果都表明,它被严格限制在目标种群内,不会横向转移。安全是我们一切工作的前提。”
  在接下来的整整一年里,林恩与美国国防高级研究计划局的科学家团队展开了紧密合作。他们反复论证方案,在实验室中进行了多轮基因编辑与安全性测试,并利用更复杂的生态模型模拟基因在真实环境中的扩散动态,确保这项技术不会波及目标之外的任何生物,并将意外风险降至最低。
  2017年,研究进入了最关键的野外验证阶段。第一步是启动有史以来最精细的棕树蛇种群普查。林恩带领团队整合了过去20年的监测数据,在全岛布设了更密集的红外相机网络,并系统采集蛇群的DNA(脱氧核糖核酸)样本,以期精确掌握每一片区域蛇群的数量、繁殖周期与活动轨迹。
  第二步,是在高度封闭的实验室环境中,培育首批经过基因编辑的棕树蛇。科学家运用CRISPR-Cas9技术(基因编辑技术),精准修饰了与繁殖相关的基因,成功培育出携带“不育基因”的个体。这些蛇在外观、行为上与野生蛇毫无二致,同样善于攀爬捕食,但其后代将无法正常生育。
  2019年,林恩团队开始首次野外投放。他们在关岛北部一片封闭的雨林保护区内,谨慎释放了这批基因编辑蛇。保护区内部署了24小时监控系统,以实时追踪蛇群动态,监测基因扩散情况,并全面评估对当地生态的潜在影响。
  等待结果的日子里,林恩始终悬着一颗心。她怕再次失败,怕数十年的努力就此付诸东流。好在监测数据很快带来了希望:基因编辑蛇与野生棕树蛇顺利交配,后代不育率超过98%。编辑基因仅在棕树蛇种群内传播,并未波及其他生物,保护区内的幼蛇数量也开始明显下降。林恩望着监测屏幕,眼眶微微泛红,轻声对身旁的助手说:“你看,我们做到了,终于有希望了,也许持续多年的关岛蛇患就要结束了。”
  2021年,基于前期成果,美国国防高级研究计划局将试验范围扩大到关岛的多个核心区域。林恩和团队继续坚守一线,每日监控种群动态、评估长期安全性,同时加紧保护濒危鸟类,并尝试修复已遭破坏的雨林植被。
  林恩心里很清楚,基因驱动并非一劳永逸的解药。想要彻底扭转局面,或许还要数十年,甚至更久。这场与入侵物种的较量远未结束,但她心中那份沉重的绝望,已被坚定的希望取代。如今的关岛森林,还未恢复曾经的生机,依旧安静。可那笼罩了整座岛屿半个世纪、令人窒息的死寂,正在慢慢散去。
  生物入侵是一场没有硝烟却格外残酷的战争,它能摧毁生态,灭绝物种,颠覆人们的生活,一旦发生便很难挽回。关岛用长达半个世纪的沉默警示世人:生态平衡,容不得半点侥幸,自然法则,不容肆意践踏。            

编 辑/叶正正