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加拿大班夫鎮(zhèn)弓河谷的一匹黑狼。© Vince O'Sullivan / Flickr

近1萬年前，人類在遷徙中通過白令海峽將犬只帶入了北美洲。犬只體內(nèi)攜帶的某種基因最終使灰狼擁有了黑色的皮毛。

數(shù)千年后，登陸南美洲的西班牙征服者們把麻疹、犬只，以及一種犬瘟熱的病原病毒帶到了當(dāng)?shù)亍?/p>

時(shí)光快進(jìn)向前，在進(jìn)化的時(shí)間尺度上，千年也不過一瞬。如今，研究人員發(fā)現(xiàn)上述兩事件可能是同步交織的，其結(jié)果表現(xiàn)為落基山脈南部狼群的皮毛以黑色居多，而其他地區(qū)則更多的呈現(xiàn)為灰色。

這篇論文的共同作者之一、美國科羅拉多州公園和野生動(dòng)物管理局研究員埃倫·布蘭德爾（Ellen Brandell）表示：“我們發(fā)現(xiàn)，在犬瘟熱爆發(fā)頻率更高的地區(qū)黑狼的數(shù)量更多。我們還發(fā)現(xiàn)，從犬瘟熱中幸存的成年狼為黑狼的概率更大。”

這是為什么呢？原來，得益于身上黑色皮毛的基因，黑狼對(duì)呼吸道病毒（如犬瘟熱）的免疫力更強(qiáng)。

2022年末，一篇在《科學(xué)》雜志上發(fā)表、由十余名來自法國、英國、美國高校以及美國聯(lián)邦和州政府機(jī)構(gòu)專家共同合著的論文對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了闡釋。研究持續(xù)表明，病毒每一次變異、每一次傳入，都可能在物種層面產(chǎn)生持續(xù)數(shù)千年的連鎖反應(yīng)。

在一片灌木蒿草地的邊緣，黃石國家公園瓦皮帝湖狼群的一員正放聲嚎叫。© Loren Merrill/TNC Photo Contest 2021

皮毛的顏色

在北極地區(qū)以外，灰狼盡管名字里帶個(gè)灰字，但其主要毛色有兩種：灰色和黑色。

落基山脈南部以外的狼通常以灰色為主，它們分布于五大湖區(qū)、落基山脈北部和阿拉斯加。而在更南的班夫、賈斯珀和黃石國家公園一帶，灰狼和黑狼的數(shù)量相近。

該論文共同作者之一、前不久從黃石公園退休的高級(jí)生物學(xué)家道格·史密斯（Doug Smith）認(rèn)為，解釋皮毛的顏色問題就跟解釋為什么有些人眼睛是綠色而非棕色，頭發(fā)是金色而非棕色一樣。

決定每只狼毛色的基因有兩份，一份來自父親，一份來自母親。這意味著它們要么擁有兩個(gè)黑色或灰色基因，即等位基因，要么一黑一灰。對(duì)于后者而言，黑色等位基因是顯性的，因此狼的毛色為黑。

由于三種基因組合中有兩種會(huì)誕生黑狼，所以從邏輯上講，狼群的毛色應(yīng)以黑色為主導(dǎo)。

但是，總的來說，南落基山脈以南的狼大體為灰色。

研究人員發(fā)現(xiàn)，灰狼（擁有兩個(gè)灰色等位基因的狼）繁殖的成功率更高。雖然僅為推測，但經(jīng)過對(duì)黃石地區(qū)的狼長達(dá)數(shù)十年的研究，史密斯提出了一個(gè)假說：灰狼具有更強(qiáng)的攻擊性，因此在與其他狼相互爭斗中存活的幾率更大，更容易找到伴侶生育幼崽。

與之相反，攜帶雙份黑色基因的狼則往往是最難以幸存的，其原因至今仍讓研究人員費(fèi)解。

然而，在黃石公園等地，盡管具有兩份灰色基因的狼繁衍后代的可能性更高，但為什么黑狼與灰狼卻幾乎數(shù)量相當(dāng)呢？研究人員發(fā)現(xiàn)了疾病影響與擇偶選擇這兩個(gè)方面的原因。

美國黃石公園拉馬爾山谷的一匹黑狼。© Gregory “Slobirdr” Smith / Flickr

致命的病毒

2019年發(fā)表在《微生物學(xué)前沿》（Frontiers in Microbiology）期刊上的一篇研究指出，犬瘟熱是一種傳染性極強(qiáng)的病毒，與麻疹相似，可能于17世紀(jì)經(jīng)西班牙征服者進(jìn)入南美洲。

以此為起點(diǎn)，犬瘟熱在犬科動(dòng)物中大肆傳播，其中包括狐貍、浣熊、臭鼬、郊狼以及狼。此外，甚至像獅子和老虎這樣的野生貓科動(dòng)物也未能幸免。據(jù)史密斯所說，犬瘟熱病毒極其殘酷，感染后會(huì)使動(dòng)物出現(xiàn)嗜睡、嘔吐及咳嗽反應(yīng)，繼而進(jìn)入動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)當(dāng)中。

這通常是致命的，對(duì)于幼犬來說尤其如此，在最壞的情況下一窩幼犬將盡數(shù)喪命。而同其他許多病毒一樣， 感染后的幸存者通常會(huì)對(duì)該病毒終身免疫（針對(duì)病毒接種相應(yīng)疫苗也能起到同樣效果，比如人類毛茸茸的伙伴，大部分經(jīng)過馴養(yǎng)的犬只便是如此）。

犬瘟熱在北美洲各地都有爆發(fā)，但不知何故，黃石地區(qū)出現(xiàn)的頻率尤其要高，每四或五年就爆發(fā)一次。

研究人員認(rèn)為，犬瘟熱的爆發(fā)和導(dǎo)致不同狼毛色不同的基因之間可能存在著某種關(guān)聯(lián)。

美國明尼蘇達(dá)州的一匹灰狼。© Andy Witchger / Flickr

疾病影響的不只是種群

在對(duì)北美的12個(gè)狼群進(jìn)行大規(guī)模協(xié)同分析之后，研究人員發(fā)現(xiàn)包含黑色基因的DNA區(qū)域與免疫功能的增強(qiáng)有關(guān)。

接著，他們分析了20年以來黃石國家公園的狼群數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)黑狼的數(shù)量更多并非偶然。由于黃石公園的犬瘟熱疫情爆發(fā)愈加頻繁，盡管同族間繁殖的成功率更高，灰狼還是會(huì)選擇與其毛色相對(duì)的黑狼交配。

“把這些因素放到一起，你或許就能明白為什么這里以及北美各地的狼群會(huì)呈現(xiàn)出這樣的毛色，”史密斯如是說道，“犬瘟熱對(duì)于不同地區(qū)的影響并非一致。可以看到，北美各地的毒株都有變異，這會(huì)對(duì)動(dòng)物的生死存亡產(chǎn)生重大影響。”

這很可能不是唯一一個(gè)基因變異能意外幫助動(dòng)物抵御疾病的例子。另一篇于2009年發(fā)表在《科學(xué)》上的論文從動(dòng)物馴化的角度對(duì)黑色同位基因的起源做出了解釋。結(jié)果顯示，該基因可有助于提高動(dòng)物的適應(yīng)能力，特別是適應(yīng)氣候條件的不斷變化。而這種現(xiàn)象很可能不僅限于狼。

“在種群的演化歷程中，我們通常認(rèn)為疾病并不是一個(gè)起塑造作用的重要因素，”布蘭德爾說，“我們的研究表明，疾病壓力會(huì)對(duì)人們觀察到的野生動(dòng)物特征產(chǎn)生巨大影響，比如說我們很容易觀察到的毛色。”