小抹香鯨(Kogia breviceps)是海洋中最不為人知的哺乳動物之一。牠們大部分時間都在遠離海岸的地方度過,通常以小群體活動,並潛入深海獵食烏賊和魚類。由於牠們性情安靜、行蹤隱密,且很少在海面上被看見,科學家們在野外觀察牠們的機會非常少。
研究人員對小抹香鯨的了解,大多來自於擱淺的個體。在美國東南部,這種鯨魚擱淺的現象尤其普遍,其出現頻率幾乎比其他任何大型海洋哺乳動物都高。
擱淺鯨魚揭示隱藏的健康問題
對擱淺鯨魚的檢查,已發現數種反覆出現的醫療問題,包括胃潰瘍。這些潰瘍有時與幽門螺旋桿菌(Helicobacter)有關,這是一類細菌,存在於包括人類和鯨魚在內的許多動物的胃和腸道中。
在審閱了超過20年的擱淺記錄和保存的組織樣本後,佛羅里達大西洋大學哈勃灣海洋學研究所(Harbor Branch Oceanographic Institute)及其合作機構的研究人員,確定了三種先前未被記錄過的幽門螺旋桿菌基因型。
這項發表在《野生動物疾病期刊》(Journal of Wildlife Diseases)上的研究,標誌著首次在小抹香鯨身上確認發現這些細菌基因型。研究人員將其命名為Kogia Helicobacter 1、2和3。除了為這種難以捉摸的鯨魚物種提供新見解外,這些發現也引發了關於細菌感染如何影響海洋野生動物和海洋健康的更廣泛問題。
「幽門螺旋桿菌長期以來與人類和其他動物的胃腸道疾病有關,包括慢性胃炎、潰瘍,甚至胃癌,」資深作者、佛羅里達大西洋大學哈勃灣的副研究教授兼臨床獸醫Annie Page博士說。「在這種深潛鯨魚物種中發現這些細菌的新菌株,令人著迷。」
三種對科學界而言全新的細菌基因型
從1999年至2020年,佛羅里達大西洋大學哈勃灣研究所應對了59起小抹香鯨擱淺事件。其中80%的鯨魚接受了死後檢查。
在四起案例中,科學家在胃組織中發現了螺旋狀的「螺旋形」細菌。該團隊隨後使用組織病理學、分子測試和DNA定序技術,重新檢驗了保存的樣本。分析結果揭示了幾種先前未知的幽門螺旋桿菌基因型。
「其中兩種基因型,Kogia Helicobacter 1和2,在基因上與先前在其他鯨豚類動物(如海豚和鼠海豚)以及人類身上發現的已知幽門螺旋桿菌物種相似,」通訊作者、佛羅里達大西洋大學哈勃灣海洋野生動物獸醫學和研究實驗室的研究協調員Wendy Marks說。「但Kogia Helicobacter 3屬於一個更為分歧的演化譜系,這強調了海洋中未發現的細菌數量可能遠超我們想像的可能性。」
研究人員在其中一隻鯨魚的胃組織中同時發現了Kogia Helicobacter 1和3。
受感染的鯨魚出現胃部損傷
所有四隻幽門螺旋桿菌檢測呈陽性的鯨魚,也顯示出明顯的胃腸道疾病跡象。
「所有四隻檢測呈幽門螺旋桿菌陽性的鯨魚,都出現了明顯的胃部病理變化,」Page說。「我們看到了胃炎、胃潰瘍、纖維化和線蟲感染的跡象。在一例中,還出現了結腸炎,這表明感染可能不僅限於胃部。雖然幽門螺旋桿菌並未被列為任何一隻鯨魚的死因,但這些病變引發了關於其在胃腸道疾病中作用的疑問。」
研究人員並未斷定幽門螺旋桿菌直接導致了鯨魚的死亡。然而,反覆出現的炎症、潰瘍、組織瘢痕和其他消化問題表明,這些細菌可能導致慢性疾病。
幽門螺旋桿菌最早於2000年在海洋哺乳動物中被報導。自那以來,相關細菌已在全球多種鯨豚類物種中被檢測到。在某些動物中,感染與精力不足、食慾不振、反芻、胃潰瘍和炎症有關。其中許多症狀與感染幽門螺旋桿菌的人類相似。
脆弱鯨魚族群的潛在風險
「鯨魚,就像人類一樣,似乎容易受到某些微生物感染的影響,而我們才剛剛開始了解這些感染,」Marks說。「如果慢性幽門螺旋桿菌感染正在對這些動物造成健康問題,這不僅可能影響個別鯨魚的健康,還可能影響整個族群——特別是那些已經很脆弱的物種。」
由於小抹香鯨在海上極難研究,研究人員仍然不知道新發現的細菌的傳播範圍有多廣,也不知道牠們會對動物造成多大的長期影響。需要進行額外的測試,以確定這些感染是否會導致疾病、擱淺或族群層級的健康問題。
該項目匯集了來自佛羅里達大西洋大學哈勃灣研究所、佛羅里達大學獸醫學院、科羅拉多州立大學和海洋哺乳動物病理學服務處的研究人員。
數十年的擱淺研究終有回報
「這項研究強調了長期海洋哺乳動物擱淺應對計畫的價值,」Page說。「如果沒有數十年來研究這些擱淺動物的能力,我們永遠不會發現這些細菌。每隻鯨魚都講述著一個故事,有時這個故事會引領我們進入全新的科學領域。」
研究共同作者包括:佛羅里達大學獸醫學院的Jessy Castellanos-Gell博士、Steven Tillis博士、James F.X. Wellehan獸醫博士、Ph.D.、DACZM;以及April Childress;佛羅里達大西洋大學哈勃灣研究所的Nicole Pegg;海洋哺乳動物病理學服務處的David Rotstein獸醫;科羅拉多州立大學診斷醫學中心Sushan Han獸醫博士、Ph.D.;以及佛羅里達大西洋大學哈勃灣研究所擱淺和族群評估主任Steve Burton。