11月13日，中国生物多样性保护与绿色发展基金会生物与科学伦理工作委员会（绿会BASE）走进北京中科启元学校，为学生们带来一场题为《蝙蝠：飞行的哺乳动物》。意大利12岁少年利玛窦（Matteo）远程连线，和同学们分享了关于蝙蝠的有趣科普知识。
你了解蝙蝠吗？
蝙蝠是地球上数量第二多的哺乳动物，仅次于老鼠。蝙蝠属于翼手目，有两个亚目，大约种。大翼手亚：体型较大的果蝠例如狐蝠。这些蝙蝠不具备回声定位能力，翼展可达1.5米，体重1.5千克。翼手目下有两个亚目。
小翼手亚目：全世界其他体型较小的蝙蝠，具备回声定位能力。大体来说，70%的蝙蝠是以昆虫为食，其余的主要以果实为食。除极地地区，蝙蝠在各大洲均有分布，寿命在10-20年。蝙蝠是地球上唯一一种可以飞行的哺乳动物，飞行速度可达每小时50千米。
蝙蝠的历史有多久？
最古老的蝙蝠化石超过万年，并且可以判断出蝙蝠的外形并没有发生太大变化。尽管DNA分析清楚地表明蝙蝠与啮齿动物没有关系，但一些研究表明，蝙蝠是从陆生哺乳动物进化而来，例如老鼠。还有科学家认为像狐蝠这样的大蝙蝠与灵长类动物之间存在关系，因为这两个目的动物在血蛋白方面具有共同点。加拿大的科学家认为，蝙蝠进化出飞行的能力是为了躲避捕食者，随后发展处回声定位的能力。
事实上，年一次考古中发现了最古老的蝙蝠化石，可以追溯到万年之前。当时蝙蝠就已经能够飞行，但是还不具备回声定位的能力。研究表明，蝙蝠和海豚具有惊人般相似的回声定位基因组，这意味着，即便蝙蝠和海豚生活在完全不同的环境，负责感知环境的生理结构可能发生了相似的进化。我们称这类结构为“同源”。
蝙蝠是如何根据回声定位的？
回声定位是指通过主动使用声呐以及特殊的形态（物理特征）和生理适应，从而使得蝙蝠可以“看见”声音。大多数蝙蝠通过收缩喉部（声匣）发出回声定位的声音。少数几个种则是通过敲击自己的舌头。这些声音通常是通过口腔发出，但是一些蝙蝠可以通过鼻腔发出回声定位的声音。回声定位声波通常是超声波，频率在20-千赫兹不等；人类的听力通常在20千赫兹左右。我们人类也能够听到一些蝙蝠发出的声音，这种声响很像是两颗鹅卵石互相敲击的声音。
在响度方面，蝙蝠发出的声音最低为50分贝，最高可达分贝，这可比距离你耳朵10厘米的烟雾探测器的响声还要大！不仅是声音大，而且会损害人类的听力。小棕蝠可以发出很密集的声响。因为蝙蝠的发声属于超声波频率，我们人类听不到。
对于蝙蝠来说，为了听到回声，并且不被它们自己最初发出的声音干扰，中耳肌收缩，使得锤骨、砧骨和镫骨分离开，降低听力敏感性。这一过程发生在喉肌开始收缩的大约前6毫秒。大约2至8毫秒后，中耳肌放松。此时，耳朵便准备好接收一米之外的昆虫的回声，大约要花6毫秒。蝙蝠双耳的外耳结构在接收回声时起到了重要作用。耳朵在大小、形状、褶皱和皱纹这些方面的不同被认为有助于它接收猎物发出的回声和声音。
所有蝙蝠都是夜行动物吗？
夜间活动是蝙蝠行为模式的一个主要特征，几乎所有的蝙蝠都是白天休息，晚上觅食。食肉蝙蝠、吸血蝙蝠以及或兔唇蝠在夜间可能要比不活跃或处于睡眠状态的猎物有优势。此外，夜间飞行保护蝙蝠不被捕食者看到，免受阳光照射、高环境温度和低相对湿度。如果蝙蝠在白天活动，那么它翅膀上的大面积的裸露皮肤会吸收热量，而不是辐射热量，导致体温过高。为了调节体温，蝙蝠还会损失身体中的水分，然后不得不在水边或某些有积水的地方觅食（这样导致体重增加，影响飞行能力）。蝙蝠的夜间活动模式可能与根据它们暴露在黄昏或黎明的日长变化保持同步。蝙蝠通常在夜幕降临之前醒来，然后飞离洞穴。一些蝙蝠种类，包括狐蝠、黄翼蝠、囊翼蝠，或许会在白天到林区觅食，也是为了避免暴露在阳光下。
蝙蝠是怎么飞行的？
蝙蝠的飞行速度取决于其翅膀的形状、它们吃什么、以及它们在哪里找到猎物。常见的掠翼蝙蝠飞行速度可高达50千米每小时，相当于在城市街道上的汽车的驾驶速度。其他蝙蝠飞行速度要慢，几乎可以在空中盘旋。蝙蝠在高处的树冠上觅食，因为那里一般没有什么障碍物，但是在像雨林这样密集杂乱的环境中发现了飞行更为缓慢灵活的物种。一些种群（例如无尾蝙蝠）适应了在空旷地区和高海拔地区飞行。
它们有着细长的翅膀，飞行速度快，转弯半径大。凹脸蝠、假吸血蝙蝠等适应了从植物上捕食猎物或在花朵上捕食。这些蝙蝠翅膀短而宽，飞行缓慢，转弯半径小。有些蝙蝠很容易从地面起飞：大耳蝠属的部分种通过拍动双翅起飞，而吸血蝙蝠则是跃入空中，然后展开翅膀飞行。在飞行中，蝙蝠的四个指头和翅膀并在一起，这是每个个体的精确控制。指头和双臂的姿势决定翅膀的形状、展幅和角度，并且控制专网、潜水、着陆和盘旋等动作。蝙蝠的飞行路径是直的，除非被昆虫或其他障碍物干扰。每次追赶捕食昆虫可能至多只需要两秒钟；在每次捕获中，飞行路径被中断，因此显得不稳定。
倒挂在洞穴的蝙蝠可以通过每次挪动一只脚移动站立点，其他的则要以列斯树懒的姿势沿着枝干爬行，前后肢并用。鞘尾蝠和鼠尾蝠悬挂在垂直的平面，用它们的后爪悬挂，拇指和腕部撑在表面。以这种方式，它们可以快速地向上、向下、向前向后地攀爬，也可以侧向行动。利用双足、腕部和拇指，许多蝙蝠既可以在平面行走或攀爬，也可以在垂直面行动。许多蝙蝠可以前后自由移动，便于进出洞穴。吸血蝙蝠也可以在各栖息地间跳跃。尚不知道蝙蝠是否天生会游泳。但是每当它们掉入水里时，通常都游的很好。
蝙蝠为什么倒挂？
蝙蝠会选择各种日间的栖息地，尽管许多蝙蝠在光线、温度和湿度方面对栖息地的要求十分精确，限制了它们的分布。每一个种都有偏好的栖息地，这根据蝙蝠的性别、季节和繁殖活动而变化。许多蝙蝠更喜欢孤立，或安全的栖息地——洞穴、悬崖上的裂缝、巨石堆的空隙、树洞、人类难以靠近的建筑物（即屋顶、阁楼或空心墙）。一些种在外界环境栖息，树干或树枝上，棕榈叶下，管状叶片、或者岩石或建筑物表面。不像鸟类，它们不能直接从地面起飞。倒挂为蝙蝠提供了理想的起飞姿势。蝙蝠的翅膀不足使它以站立姿势产生足够的力量，支撑它起飞。同样，它们的后肢太小且不发达，不足以支撑它们跑动。蝙蝠用它们的爪子向高处攀爬，这样可以便于它们起飞。
蝙蝠具有特殊的生理适应能力，使得它们可以在不消耗任何能量的前提下倒挂。例如，蝙蝠有时在悬挂时死亡，即便这样它们也不会掉下来。这是因为蝙蝠的爪子和人类的手很像。当我们握紧拳头时，肌肉收缩，使得肌腱和手指握起来。而蝙蝠的肌腱是和上半身相连，而不是和肌肉。当蝙蝠飞到摸个位置休息时，它张开爪子，抓住表面。上半身与爪子相连的肌腱收紧，使得它们可以紧紧抓住。蝙蝠如果想倒挂什么也不需要做。它们仅仅是放松就好，体重可以保证爪子紧闭，不需要消耗任何额外的能量。
蝙蝠为什么对我们很重要？
蝙蝠是森林、沙漠等许多生态系统的重要组成。通过实现它们的生态角色，蝙蝠促进生物多样性、为维护生态系统的健康提供保障。蝙蝠的生态角色包括授粉、散播成百上千种植物的种子。例如，蝙蝠是仙人掌的主要传粉者。因为仙人掌在夜间开花，正好是蝙蝠活跃的时候。以果实和花蜜为食的蝙蝠帮助许多植物授粉，包括大约种常被人类利用的经济作物。例如香蕉、桃子、番石榴、芒果、鳄梨、无花果、枣、木瓜、杏仁、腰果、香草等，还有龙舌兰、角豆等。果蝠为波巴布树授粉，这是一种兼具文化和艺术价值的树种。波巴布树被人们亲切地称为“倒挂树”或“生命之树”，这种树为人类好而动物提供庇护、水和食物。
蝙蝠可以吃掉大量的昆虫和其他节肢动物。它们每晚能吃掉多达0-只昆虫。根据年发表在《科学》杂志上的一项研究称，“一只棕色的小蝙蝠一小时内就能吃掉只蚊子大小的昆虫。”所有这些表明，蝙蝠消耗的昆数量费使美国农业在杀虫剂方面的支出平均每年减少约亿美元。另一项研究得出，在德克萨斯州中南部的8个县，巴西无尾蝙蝠作为防治棉花减产的害虫的手段，年平均值约为74.1万美元。例如，得克萨斯州的布兰肯洞穴是世界上已知最大的蝙蝠栖息。甚至是全世界最大的哺乳动物聚集地！聚集于此的墨西哥无尾蝙蝠数量超过两千万只，在此繁衍后代。这些蝙蝠主要以棉铃虫幼虫和成虫为食。这类农业害虫每年损害价值数百万美元的粮食。
为什么蝙蝠可以携带这么多病毒但是却不生病？
蝙蝠能够携带如此多的不同病毒，包括对人类来说最致命的病毒，如埃博拉病毒和穆尔堡病毒（导致出血热）。蝙蝠也是部分冠状病毒宿主。事实上，在蝙蝠体内仅发现两种冠状病毒，分别是α和β型。在β型管状病毒中，我们可以发现SARS和COVID19的病毒。
蝙蝠被视为多种病毒的“储存库”。这是说，动物可以是微生物的宿主，但是不会因这些病毒而死亡或产生某种病症。储存库可以携带病毒并且通过粪便或唾液传播。但是为什么病毒需要待在动物体内？与细菌不同，病毒不能在宿主体外长期存活。因此，它们需要动物作为载体帮助他们传播，这样才能复制。一旦病毒进入动物体内，它将立即开始复制，从而使宿主发病。
在自然界中，每一种动物都有各自需要扮演的角色，取决于个体的生理特性。而蝙蝠承担的作用之一便是携带病毒。病毒是生物多样性的一部分，而且它们是地球上最古老的有机体之一。不是所有的病毒都能带来疾病。
为什么蝙蝠不生病？
蝙蝠是地球上唯一会飞行的哺乳动物。因为它们会飞，它们的身体特别是免疫系统发生了一些非常重要的改变。例如，在飞行过程中，蝙蝠产生大量的活性氧。这种含氧的高活性分子是细胞呼吸过程的产物，当积累到一定程度时，会对细胞造成损伤。
蝙蝠产生大量活性氧，但是它们也有特殊的基因限制了活性氧对细胞的损伤。研究人员认为活性氧或许具有阻止病毒在蝙蝠体内复制的能力，因此阻止病毒在蝙蝠体内引发疾病。此外，人们还认为活性氧可能会影响病毒结构变化，从而使这些微生物在跃至其他物种体内后能更好适应。蝙蝠具有很高的新陈代谢。一直跑动的老鼠的新城代谢是7倍，飞翔的鸟儿是2倍，蝙蝠的可达到15或16倍。高新陈代谢似乎与飞行有关，并且可以导致蝙蝠体温剧增。一只正在飞行的蝙蝠的体温可以超过40摄氏度。有人认为高温可以阻止病毒复制。但有些病毒，例如埃博拉，可以在37-42摄氏度下复制。
另一方面，蝙蝠在睡觉时是倒悬姿势，体温也会大幅降低，取决于蝙蝠周围的温度。低温或许会影响病毒复制。其他机体功能也会减缓，这会降低节省98%左右的能量成本。
蝙蝠的心率可以从飞行时的-下每分钟降至休息时每分钟10下，而且可以在不呼吸的状态下保持数分钟。
蝙蝠最有趣的特点是它的免疫系统，尤其是它们体内的“干扰素”。干扰素是机体天然防御的蛋白质。干扰素通知免疫系统，细菌或癌细胞在体内。并且干扰素激活免疫细胞低于入侵者。干扰素之所以有这样一个名字是因为它们“干扰”病毒并且阻止病毒繁殖。通常来说，哺乳动物只有在感染后，体内的干扰素才会被激活。
相反的是，蝙蝠体内的干扰素比普通情况要少，但是更为活跃。这可能是一个控制病毒繁殖的好系统，并且这可以解释为什么蝙蝠可以抵抗病毒。另一方面，由于病毒不得不与蝙蝠体内活跃的干扰素作斗争，病毒发展出克服这类活跃防御系统的能力，这样当病毒跨越至另一种物种时，会利于自身繁殖。这就好像病毒锻炼出更强大的“肌肉”。
蝙蝠的另一个特征是没有骨髓或骨髓极为有限。骨髓是骨头内的柔软的海绵状组织。臀骨、胸骨、脊柱、肋骨和颅骨骨髓中含有生产机体血细胞的细胞，其中包括免疫系统细胞。缺乏骨髓就导致B细胞不足（这种血细胞一经激活就可以产生抗体），这使得蝙蝠可以无症状携带（也就是说蝙蝠虽然具有病毒，但是不会发展成由病毒引发的疾病）。蝙蝠对癌症有抵抗力，它们是如此的强壮！！
病毒是如何在蝙蝠群体中存续的呢？
蝙蝠生活在由数千只个体组成的群体中，彼此靠近。个体间的密切接触使得疾病更加容易传播。此外，来自其他群体的非感染个体以及新出生的蝙蝠使得病毒在本群体中得以延续，因为一旦非感染个体和已感染个体相接触，就会被传染。
另外，如果蝙蝠的免疫系统较差，则很容易消除病毒。众所周知，高浓度的冠状病毒是在蝙蝠粪便中。因此，如果蝙蝠免疫力低下，它们可以消除环境中的高浓度病毒，从而传染给群体中的其他蝙蝠，或是其他动物。据观察，气候变化例如漫长雨季和干旱，会导致粮食匮乏，从而影响蝙蝠的生存，影响病毒传播。
我们是怎么被蝙蝠传染病毒的？
通常蝙蝠生存在人类不会居住的地方。不幸的是，由于人口增长过快，人们开发了蝙蝠栖居的森林等地。当人类和家养动物接触到这些新地点时，他们将成为新传染链的一环，加上原有的有机体，如病毒和细菌。不幸的是，面对这些微生物，我们人类没有防御系统和机制，所以我们会得病。森林和野外是为了将我们和那些致使人类患病的微生物隔离开来。这也是为什么保护自然和野外生境如此重要。
但是蝙蝠也会得病。这种病可能会致其死亡，叫做“白鼻综合症”，是由蝙蝠口鼻、翅膀和其他身体部位真菌导致。已有多万蝙蝠死于这一疾病，其中包括部分地区高达95%的蝙蝠种群。科学家认为白鼻综合症目前无法治愈、无法阻止的，将不可避免地导致部分蝙蝠物种灭绝。但是由于白鼻综合症是一项新发现的疾病、传播速度快，科学家还没有找到足够的数据证明特定蝙蝠种群的消失灭绝会影响生态系统。
利玛窦生动形象地为同学们描述蝙蝠为什么能倒挂
学生们在认真做着笔记
讲座结束后，学生们热情地和利玛窦打招呼。
（图源/绿会）
文/Cyan审/绿会BASE编/Angel