本文經 Chivian, E. 1993 許可改編。物種滅絕和生物多樣性喪失：對人類健康的影響。 在“危急情況：人類健康與環境”中，E Chivian、M McCally、H Hu 和 A Haines 編輯。 馬薩諸塞州劍橋和英國倫敦：麻省理工學院出版社。 感謝 EO Wilson、Richard Schultes、Stephen Morse、Andrew Spielman、Paul Epstein、David Potter、Nan Vance、Rodney Fujita、Michael Balick、Suzan Strobel 和 Edson Albuquerque。
人類活動導致動物、植物和微生物物種滅絕的速度比自然發生的速度快一千倍 (Wilson l992)，接近地質歷史上最大規模的滅絕。 什麼時候 智人 進化，大約 l00 萬年前，存在的物種數量是地球上有史以來最大的物種（Wilson l989）。 目前的物種損失率正在將這些水平降至自 65 萬年前恐龍時代結束以來的最低水平，據估計，所有物種中的四分之一將在未來 50 年內滅絕（Ehrlich 和 Wilson l99l）。
除了所涉及的倫理問題——我們無權殺死無數其他生物，其中許多生物在我們到來之前已經存在了數千萬年——這種行為最終是自我毀滅的，破壞了地球上脆弱的生態平衡。包括我們自己在內的所有生命都依賴它，並破壞使土壤肥沃的生物多樣性，創造我們呼吸的空氣並提供食物和其他維持生命的天然產品，其中大部分仍有待發現。
人口的指數增長加上資源消耗和廢物產生的更大增長，是危及其他物種生存的主要因素。 全球變暖、酸雨、平流層臭氧消耗以及有毒化學物質排放到空氣、土壤以及淡水和鹹水生態系統中——所有這些最終都會導致生物多樣性的喪失。 但人類活動對棲息地的破壞，尤其是森林砍伐，才是最大的破壞者。
熱帶雨林尤其如此。 史前熱帶雨林最初覆蓋的面積不到 50% 仍然存在，但它們仍在以每年約 l42,000 平方公里的速度被砍伐和焚燒，相當於瑞士和荷蘭國家面積的總和； 這是每秒損失一個足球場大小的森林覆蓋率 (Wilson l992)。 正是這種破壞對世界物種的大規模滅絕負有主要責任。
據估計，地球上大約有 l0 億到 l00 萬種不同的物種。 即使使用 20 萬種世界物種的保守估計，在熱帶雨林中也會發現 0 萬種，按照目前的熱帶森林砍伐速度，這意味著每年僅在熱帶雨林中就會有 27,000 種或更多物種消失每天 992 次，每小時 XNUMX 次（Wilson lXNUMX）。
本文探討了生物多樣性廣泛喪失對人類健康的影響。 作者相信，如果人們完全理解這些大規模物種滅絕將產生的影響——排除了解和治療許多不治之症的可能性，並最終可能威脅到人類生存——那麼他們就會認識到目前的物種滅絕率生物多樣性喪失不亞於一種緩慢演變的醫療緊急情況，需要將保護物種和生態系統的努力放在首位。
醫學模型的喪失
動物王國中相距甚遠的三組瀕危動物——箭毒蛙、熊和鯊魚——提供了驚人的例子，說明生物醫學科學的重要模型正面臨被人類浪費的危險。
箭毒蛙
在美洲熱帶地區發現的整個箭毒蛙科 Dendrobatidae 正受到其棲息地 - 中美洲和南美洲低地熱帶雨林 (Brody l990) 遭到破壞的威脅。 這些顏色鮮豔的青蛙有 00 多種，對森林砍伐特別敏感，因為它們通常只生活在森林的特定區域，不能在其他任何地方自然生活。 科學家們已經了解到，它們產生的毒素是已知最致命的天然物質之一，幾個世紀以來，中美洲和南美洲印第安人一直使用這些毒素來毒害箭和吹箭。 它們對醫學也非常有用。 毒素的活性成分是生物鹼，幾乎只存在於植物中的含氮環狀化合物（例如嗎啡、咖啡因、尼古丁和可卡因）。 生物鹼選擇性地結合特定的離子通道並泵入神經和肌肉膜。 沒有它們，對這些遍及動物王國的膜功能基本單位的了解將是非常不完整的。
除了在基礎神經生理學研究中的價值外，箭毒蛙還為生產作用機制不同於嗎啡的新型強效止痛劑、治療心律失常的新藥和治療心律失常的新療法提供了寶貴的生化線索。緩解一些神經系統疾病，如阿爾茨海默病、重症肌無力和肌萎縮側索硬化症 (Brody l990)。 如果中美洲和南美洲的熱帶雨林繼續以目前的速度遭到破壞，這些極具價值的青蛙將會消失。
熊
亞洲熊器官黑市交易不斷增長，熊膽以其著名的藥用價值（價值是黃金重量的 8 倍）和爪子作為美食出售（蒙哥馬利 992 年），再加上持續的狩獵和棲息地的破壞，已經危及世界許多地方的熊種群。 如果某些熊類物種滅絕，我們都會變得更窮，這不僅是因為它們是美麗迷人的生物，佔據了重要的生態位，而且還因為某些物種具有幾種獨特的生理過程，可以為治療各種人類疾病提供重要線索. 例如，“冬眠”（或更準確地說，“丹寧”）黑熊在冬天最多可以不動五個月，但骨量不會減少（Rosenthal 1993）。 （真正的冬眠動物，如土撥鼠、土撥鼠和地鬆鼠，在冬眠期間體溫會顯著降低，不易被喚醒。相比之下，黑熊在接近正常體溫的情況下“冬眠”，並且可以充分反應以保護自己立即。）與人類相比，人類在類似的不動（或缺乏負重）期間會失去近四分之一的骨量，熊繼續放下新骨頭，利用血液中的循環鈣（弗洛伊德、納爾遜和韋恩 1990 年）。 了解他們如何實現這一壯舉的機制可能會導致預防和治療老年人骨質疏鬆症（一個導致骨折、疼痛和殘疾的巨大問題）、長期臥床休息的人和長期處於狀態的宇航員的骨質疏鬆症的有效方法失重的。
此外，“冬眠”的熊幾個月都不會排尿。 連續幾天不能通過尿液排出廢物的人會在血液中積累高水平的尿素，並死於尿素的毒性。 熊以某種方式回收尿素以製造新的蛋白質，包括肌肉中的蛋白質（Nelson 1973）。 如果我們能確定這個過程的機制，它可能會導致腎功能衰竭患者獲得成功的長期治療，他們現在必須依靠腎透析機或移植進行定期排毒。
鯊魚
像熊一樣，由於對鯊魚肉的需求，許多種類的鯊魚正在大量減少，特別是在亞洲，那裡湯用魚翅的價格高達每磅 00 美元（史蒂文斯 992 年）。 由於鯊魚後代很少，生長緩慢且需要數年才能成熟，因此它們極易受到過度捕撈的影響。
鯊魚已經存在了近 400 億年，進化出高度專業化的器官和生理功能，保護它們免受幾乎所有威脅，人類屠殺除外。 350個物種的種群滅絕和部分物種的滅絕可能成為人類的重大災難。
鯊魚（以及它們的近親、鰩魚和鰩魚）的免疫系統似乎已經進化，因此這些動物幾乎不會患上癌症和感染。 雖然腫瘤常見於其他魚類和軟體動物 (Tucker l985)，但它們在鯊魚中很少見。 初步調查支持了這一發現。 例如，反复注射已知的強效致癌物質已證明不可能在護士鯊體內產生腫瘤生長 (Stevens 992)。 麻省理工學院的研究人員從姥鯊軟骨中分離出一種大量存在的物質（Lee 和 Langer l983），這種物質強烈抑制新血管向實體瘤生長，從而阻止腫瘤生長。
鯊魚還可以為開發治療感染的新型藥物提供有價值的模型，這在目前傳染性病原體對現有抗生素產生越來越大的耐藥性時尤為重要。
其他型號
無數其他例子可以提及獨特的植物、動物和微生物，這些植物、動物和微生物掌握著數十億次進化實驗的秘密，這些實驗越來越受到人類活動的威脅，並有可能永遠消失在醫學科學中。
新藥的流失
植物、動物和微生物物種本身就是當今一些最重要藥物的來源，並且在整個藥典中佔很大比例。 例如，Farnsworth (1990) 發現，從 25 年到 959 年，美國社區藥房開出的所有處方中有 980% 含有從高等植物中提取的活性成分。 發展中國家的比例要高得多。 生活在發展中國家的多達 80% 的人，即世界人口的大約三分之二，幾乎完全依賴使用天然物質（主要來自植物）的傳統藥物。
傳統治療師所持有的知識，通常在幾個世紀以來口頭相傳，導致發現了許多當今廣泛使用的藥物——奎寧、毒扁豆鹼、
d-筒箭毒鹼、毛果芸香鹼和麻黃鹼，僅舉幾例（Farnsworth 等人，985 年）。 但這種知識正在迅速消失，尤其是在亞馬遜地區，因為當地的治療師已經絕跡，取而代之的是更現代的醫生。 植物學家和藥理學家正在爭先恐後地學習這些古老的做法，這些做法與他們使用的森林植物一樣，也是瀕臨滅絕的（Farnsworth l990；Schultes l99l；Balick l990）。
科學家分析了不到 1% 的已知熱帶雨林植物的化學成分以獲取生物活性物質（Gottlieb 和 Mors l980）以及相似比例的溫帶植物（Schultes l992），甚至更少比例的已知動物、真菌和微生物。 但在森林、土壤、湖泊和海洋中可能還有數千萬種物種尚未被發現。 隨著目前正在進行的大規模滅絕，我們可能正在摧毀無法治癒的癌症、艾滋病、動脈硬化性心髒病和其他給人類帶來巨大痛苦的疾病的新療法。
令人不安的生態系統平衡
最後，物種的消失和棲息地的破壞可能會破壞所有生命賴以生存的生態系統之間微妙的平衡，包括我們自己的生命。
糧食供應
一方面，糧食供應可能受到嚴重威脅。 例如，森林砍伐會導致鄰近農業區甚至某些距離較遠的地區的降雨量顯著減少（Wilson l988；Shulka、Nobre 和 Sellers l990），從而影響作物生產力。 表土流失是森林砍伐的另一個後果，可能對森林地區的作物產生不可逆轉的負面影響，特別是在尼泊爾、馬達加斯加和菲律賓等丘陵地區。
蝙蝠和鳥類是侵擾或吃掉農作物的昆蟲的主要捕食者之一，它們正在以創紀錄的數量消失（Brody l99l；Terborgh 1980），這對農業造成了難以估量的後果。
傳染性疾病
最近在巴西，由於亞馬遜流域的大規模定居和環境破壞，瘧疾已達到流行病的程度。 960 世紀 20 年代，巴西基本上控制住了瘧疾，560,000 年後，瘧疾呈爆炸式增長，988 年報告了 500,000 例病例，僅在亞馬遜流域就有 989 例（金曼 989 年）。 在很大程度上，這種流行病是大量對瘧疾幾乎沒有免疫力或根本沒有免疫力的人湧入的結果，他們住在臨時避難所裡，幾乎沒有穿防護服。 但這也是他們擾亂雨林環境的產物，在他們的尾流中到處都是死水池——從道路建設，從次生淤泥徑流到土地清理，以及從露天採礦——池中有達林按蚊，最重要的該地區的瘧疾媒介可能會不受控制地繁殖 (Kingman lXNUMX)。
“新興”病毒性疾病的故事可能為理解棲息地破壞對人類的影響提供有價值的線索。 例如，阿根廷出血熱是一種令人痛苦的病毒性疾病，死亡率在 3% 到 5% 之間（Sanford 1991），自 958 年以來，由於阿根廷中部潘帕斯草原的大面積清理和玉米種植，該病已呈流行性（Sanford 989）。金曼 lXNUMX)。
對人類健康影響最大並且可能預示著未來病毒爆發的新出現的病毒性疾病是艾滋病，它是由人類免疫缺陷病毒 I 型 (HIV-2) 和 2 型 (HIV-992) 引起的。 人們普遍認為，目前的艾滋病流行起源於非洲的非人類靈長類動物，它們充當了免疫缺陷病毒家族的自然、無症狀宿主和儲存庫 (Allan 990)。 存在良好的遺傳證據證明 HIV-2 與非洲黑猩猩中的一種猿猴免疫缺陷病毒（Huet 和 Cheynier 989）以及 HIV-992 與非洲黑眉猴中的另一種猿猴病毒相關（Hirsch 和 Olmsted XNUMX；Gao 和 Yue XNUMX）。 這些從靈長類動物到人類的跨物種病毒傳播是人類侵入退化森林環境的結果嗎？
如果是這樣的話，我們可能正在目睹 AIDS 一系列起源於熱帶雨林的病毒流行病的開始，那裡可能有數以千計的病毒可以感染人類，其中一些可能與 AIDS 一樣致命（接近 00%）但更容易傳播，例如通過空氣中的飛沫傳播。 這些潛在的病毒性疾病可能成為熱帶雨林環境破壞造成的最嚴重的公共衛生後果。
其他影響
但它可能是生物體、生態系統和全球環境之間其他相互關係的破壞，對人類幾乎一無所知，這可能被證明是最災難性的。 例如，當達到森林砍伐的某個臨界閾值時，全球氣候和大氣氣體濃度會發生什麼變化？ 森林在維持全球降水模式和大氣氣體的穩定性方面發揮著至關重要的作用。
如果增加的紫外線輻射導致大量海洋浮游植物死亡，特別是在南極臭氧“洞”下方豐富的海域，會對海洋生物產生什麼影響？ 這些生物體位於整個海洋食物鏈的底部，產生了世界上很大一部分的氧氣，消耗了世界上很大一部分的二氧化碳，極易受到紫外線的傷害 (Schneider l99l; Roberts l989; Bridigare l989) .
如果酸雨和有毒化學物質毒害土壤肥力所必需的土壤真菌和細菌，會對植物生長產生什麼影響？ 在過去的 40 年裡，西歐的真菌種類已經減少了 50-60%，其中包括許多對植物吸收養分至關重要的共生菌根真菌 (Wilson l992)。 沒有人知道這種損失會產生什麼影響。
科學家們不知道這些問題和其他至關重要的問題的答案。 但有一些令人擔憂的生物信號表明，全球生態系統已經遭受重大破壞。 全世界許多青蛙種群的數量同時迅速下降，即使在遠離人類的原始環境中，也表明它們可能由於某些全球環境變化而死亡 (Blakeslee l990)。 最近的研究（Blaustein 1994）表明，臭氧層變薄導致的紫外線 B 輻射增加可能是其中一些情況的原因。
離人類更近的海洋哺乳動物，如地中海的條紋海豚、斯堪的納維亞半島和北愛爾蘭海岸外的歐洲斑海豹，以及聖勞倫斯河的白鯨，也在以創紀錄的數量死亡。 就海豚和海豹而言，一些死亡似乎是由於感染麻疹病毒（病毒家族，包括麻疹和犬瘟熱病毒）導致肺炎和腦炎（Domingo 和 Ferrer l990；Kennedy 和 Smyth l988） ，也許也是免疫系統受損的結果。 就鯨魚而言，DDT、殺蟲劑滅蟻靈、多氯聯苯、鉛和汞等化學污染物似乎參與其中，抑制了白鯨的生育能力，最終導致它們死於各種腫瘤和肺炎 (Dold l992)。 白鯨的屍體通常充滿了這些污染物，以至於它們可以被歸類為危險廢物。
這些“指示物種”，就像在含有毒氣體的煤礦中死亡的金絲雀，是否在警告我們，我們正在破壞支持包括我們自己在內的所有生命的脆弱的生態系統平衡？ 50 年至 938 年期間全世界健康男性的精子數量下降了 990%（Carlsen 等人，992 年），964 年至 983 年英格蘭和威爾士男性外生殖器先天性畸形率顯著增加（Matlai和 Beral l985），973 年至 988 年（Angier l99l）和 973 年至 987 年美國白人成人（Davis、Dinse 和 Hoel l994）的某些癌症發病率急劇上升，並且過去 984 到 990 年全世界幾種癌症的死亡率（Kurihara、Aoki 和 Tominaga l1990；Davis 和 Hoel l992a，XNUMXb；Hoel lXNUMX）都表明，環境退化可能不僅開始危及青蛙、海洋生物的生存哺乳動物和其他動物、植物和微生物物種，但也包括人類物種。
總結
人類活動導致動物、植物和微生物的滅絕速度很可能在未來 50 年內消滅地球上所有物種的四分之一。 這種破壞對人類健康造成無法估量的後果：
- 失去了解人體生理學和疾病的醫學模型
- 可能成功治療無法治癒的癌症、艾滋病、動脈硬化和其他給人類帶來巨大痛苦的疾病的新藥的流失。