摘 要：用系統(tǒng)論解析豬—微生物系統(tǒng)，指出新舊疫病的發(fā)生都是該系統(tǒng)進(jìn)化的結(jié)果，建立系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)是養(yǎng)豬人不懈追求的目標(biāo)，并從系統(tǒng)論的角度解析豬疫病中的一些現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞：系統(tǒng)論、系統(tǒng)進(jìn)化、豬—微生物系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、耗散結(jié)構(gòu)、熵與負(fù)熵
我國改革開放至今二十余年間，養(yǎng)豬業(yè)得到迅猛的發(fā)展，生豬年出欄已達(dá)5.5億頭以上；隨著養(yǎng)豬新理念、新觀點(diǎn)、新技術(shù)的不斷輸入，不同程度的規(guī)?；?、機(jī)械化養(yǎng)豬場如雨后春筍遍地開花，其風(fēng)起云涌之勢不可阻擋。伴隨養(yǎng)豬業(yè)的興起，飼料工業(yè)、制藥業(yè)、種植業(yè)、屠宰業(yè)等等發(fā)生了翻天覆地的變化，為提高民眾生活之質(zhì)量，社會之安定和諧作出了矚目的貢獻(xiàn)。然而，世界就是如此之奇怪，當(dāng)人們沉浸在豬業(yè)大發(fā)展的喜悅之時，眾多豬的流行性疫病悄然而至。無論是陳舊的疫病還是新興的疫病，都攪得人們心神不安，甚至憂心忡忡，著實(shí)給養(yǎng)豬業(yè)蒙上了厚厚的陰霾。業(yè)內(nèi)有識之士都在嚴(yán)肅思考這一現(xiàn)象，上下求索解套的妙法。如是免疫抑制學(xué)說、環(huán)境學(xué)說、引種傳入學(xué)說、動物福利學(xué)說等紛至沓來，其學(xué)術(shù)思想之活躍是我國養(yǎng)豬史上前所未有的。
這些學(xué)說與思想無疑都是正確的，能從某一角度去解釋這一“怪圈”，也能解決某些生產(chǎn)問題。但是他們卻較難解釋世界為什么會這樣變化？造物主為什么不能多給一些喜悅于養(yǎng)豬人？微觀世界的小生靈將來還會給養(yǎng)豬人帶來新的災(zāi)難嗎？…… 這一系列的疑問與惶惑 始終困擾著許多業(yè)界人士。難道就沒有更好的方法去幫助人們更深刻地認(rèn)識這個微觀世界嗎？回答是肯定的，那就是系統(tǒng)論。
1、系統(tǒng)論解析豬－微生物系統(tǒng)
豬與其有關(guān)的微生物物種組成豬的微生物系統(tǒng)。該系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：
1.1是一個開放的系統(tǒng)
開放系統(tǒng)是指一個系統(tǒng)與環(huán)境有輸入－輸出關(guān)系的系統(tǒng)，組成該系統(tǒng)的各要素都要從環(huán)境中輸入高負(fù)熵（熵：是熱力學(xué)中的概念，表示無用的做功與能量消耗，如汽車尾氣；負(fù)熵：與熵對應(yīng)，表示有用的能量與做功）的物質(zhì)，如食物、氧氣、水等，并以廢物形式輸出低負(fù)熵的物質(zhì)。豬－微生物系統(tǒng)中，豬與各種微生物之間互為環(huán)境，并且在高度不確定的環(huán)境中維持他們各自的低熵的內(nèi)部組織，根據(jù)環(huán)境中不斷變化的物質(zhì)流、能量流與信息流調(diào)節(jié)無數(shù)的變量而維持相互之生存。
豬與該系統(tǒng)的各種微生物之間有其加和性，也有其非加和性，利用這二性，加強(qiáng)整體性的正效應(yīng)，有利疫病的防控。該系統(tǒng)不會為任何措施所封閉，僅僅企圖通過消毒、隔離等措施阻止豬與微生物之間的各種交換常常并未收到好的效果。
1.2是一個進(jìn)化的系統(tǒng)
該系統(tǒng)中，豬是高度進(jìn)化了的物種，而各種與之有關(guān)的微生物物種是正處于積極進(jìn)化階段的物種，它們的進(jìn)化常推動了系統(tǒng)的進(jìn)化，可用進(jìn)化方程表示：
Q＝N（a，q，▽，x，t）+F（t）
N代表確定性驅(qū)動力，F(xiàn)代表漲落力，F(xiàn)（t）代表隨機(jī)性漲落力，Q代表狀態(tài)變量，x表示空間向量，a表示控制參量，▽表示微分算子，t表示時間。該方程表示系統(tǒng)在驅(qū)動力N和漲落力F作用下進(jìn)化的狀態(tài)方程。
1.2.1該方程表明豬－微生物系統(tǒng)中，有大量系統(tǒng)要素（如病毒、細(xì)菌、枝原體等等），有多個狀態(tài)變量（如健康、亞健康、發(fā)病、痊愈、妊娠、分娩、各種生長階段），具有非常的復(fù)雜性，在疫病的發(fā)生上具有不同的重要性。
1.2.2該方程指出系統(tǒng)中含有各種非線形因素，例如PRRSV的致病性并非隨年齡的增大而增強(qiáng)；ppv的致病性嘎然止于第一胎；三周齡后，豬體免疫力并非隨體重增長而增長等等。人們不能用線形方程函數(shù)預(yù)測其結(jié)果，這增加了系統(tǒng)的模糊性。
1.2.3該方程表明了系統(tǒng)的隨機(jī)性。系統(tǒng)的時間進(jìn)化與不能絕對準(zhǔn)確預(yù)測有關(guān)，這些原因在方程中表示為F（t）。在隨機(jī)因子或漲落力的作用下，疫病的發(fā)生使人們難以預(yù)測，更不知道何時又有新的疫病出現(xiàn)。
1.3是一種非平衡結(jié)構(gòu)，具有自穩(wěn)性
豬與某微生物之間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一旦形成，就總是趨向于保持某一狀態(tài)，使系統(tǒng)整體狀態(tài)能持續(xù)出現(xiàn)，此即系統(tǒng)的自穩(wěn)性。在開放系統(tǒng)中，系統(tǒng)必須與環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換才能保持有序性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它離開平衡點(diǎn)，但保持穩(wěn)態(tài) ，稱為非平衡結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)從外界吸取負(fù)熵以抵消自身的熵增，這種新陳代謝的過程就是維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本條件。無論豬與微生物之間的關(guān)系如何，是寄生還是共生，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一旦形成，都會自動趨于穩(wěn)態(tài)狀況。
疫病流行經(jīng)歷的三個階段：流行初期——流行盛期——流行結(jié)束，正是病原微生物與豬體之間形成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的過程，并且最終走向穩(wěn)態(tài)。
開放系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)叫做系統(tǒng)的等終極性，具有特別重要的意義。例如，豬發(fā)生FMD，影響其生長，當(dāng)FMD痊愈后，患豬仍可達(dá)到最終體重（當(dāng)然，需要更多的負(fù)熵）；又如，青年母豬感染PPV，第一胎產(chǎn)出死胎，第二胎可恢復(fù)其生產(chǎn)性能。
2 系統(tǒng)論解析豬的流行性疫病
2.1發(fā)生疫病，系統(tǒng)形成“耗散結(jié)構(gòu)”
所謂“耗散結(jié)構(gòu)”是指系統(tǒng)在遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)情況下，在外界條件的變化達(dá)到一定閾值時，能從原來的無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵跁r間、空間或功能上的有序狀態(tài)；當(dāng)外參量繼續(xù)改變時，還會形成一系列的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。“耗散結(jié)構(gòu)”有如下特點(diǎn)：
2.1.1 “耗散結(jié)構(gòu)”只有通過與外界交換物質(zhì)和能量才能維持，無生命系統(tǒng)不能形成“耗散結(jié)構(gòu)”。
2.1.2 “耗散結(jié)構(gòu)”只能在遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)條件下才能出現(xiàn)。在非線性遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)達(dá)到一定閾值后，系統(tǒng)會“自組織起來”，產(chǎn)生一種新的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。
該理論指明：疫病之所以發(fā)生，是因?yàn)樵谝卟“l(fā)生前，豬只本身狀態(tài)以及豬與有關(guān)微生物之間的關(guān)系已遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)。維系豬－微生物系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，是防止疫病發(fā)生的關(guān)鍵。疫病發(fā)生后，系統(tǒng)形成一系列的新結(jié)構(gòu)，例如，豬只自然耐過，形成自然免疫；人工接種形成人工免疫；既免疫又帶毒帶菌等等。
2.1.3非線性的反常漲落是形成“耗散結(jié)構(gòu)”的另一條件。無疑在疫病發(fā)生中，反常漲落因子是病原微生物的量與毒力的反常變化以及驅(qū)動力中狀態(tài)變量（抵抗力、種類、營養(yǎng)、環(huán)境等等）的變化。由于病原微生物的生理生化反應(yīng)是以化學(xué)反應(yīng)做基礎(chǔ)的，而化學(xué)反應(yīng)是量子間碰撞或量子漲落引起的，這種碰撞或量子漲落是非線性的，因此，疫病的發(fā)生與新病的出現(xiàn)就有了極大的隨機(jī)性，難以預(yù)測。FMD在眾多大豬場出現(xiàn)在嚴(yán)密防控之中即使然。然而，此況不能成為人們松懈維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的理由，反之，應(yīng)不懈維持系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)，以減少其隨機(jī)性。
2.2豬疫病的發(fā)生是豬－微生物系統(tǒng)進(jìn)化的表現(xiàn)。系統(tǒng)進(jìn)化的基本因素是漲落或突變、自然選擇和隔離。在現(xiàn)代集約化生產(chǎn)模式中，普遍存在這些基本因素，因此，豬－微生物系統(tǒng)的進(jìn)化比以往激烈，疫病發(fā)生的頻率上升，新疫病產(chǎn)生的機(jī)率增加。
2.2.1漲落或突變是選擇的基本材料。豬場里，紫外線燈不恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用、消毒藥與抗菌藥的濫用均有助微生物突變；有的豬場實(shí)行多畜種養(yǎng)殖，如豬－雞、豬－魚－鴨、豬－羊等模式，無疑給病原微生物提供了多物種適應(yīng)性突變的機(jī)會。
2.2.2自然選擇決定了進(jìn)化的方向。集約化的生產(chǎn)模式為自然選擇提供了大量的感染個體，諸多有悖豬生物學(xué)特性的環(huán)境因素與單方向的育種選擇都可以成為系統(tǒng)進(jìn)化的驅(qū)動力N的動態(tài)變量，為病原微生物變異提供了豐富的自然選擇方向。當(dāng)人們注重母豬產(chǎn)前產(chǎn)后施用抗生素時，C型魏氏梭菌由致新生仔豬發(fā)病轉(zhuǎn)向妊娠發(fā)病就是絕好的例證。
2.2.3隔離形成微生物種群的分化。動物品種內(nèi)品系的形成需要一定數(shù)量并且在隔離條件下。同動物育種一樣，在集約化豬場隔離條件下，微生物之間基因交換被阻止，當(dāng)豬群龐大時與之相伴的微生物數(shù)量也上升，當(dāng)達(dá)到一定程度時必然形成種群的分化。幾十年間，許多病原微生物的血清型不斷在擴(kuò)增的事實(shí)應(yīng)是隔離的結(jié)果。
2.2.4積極進(jìn)化的物種是自然選擇的結(jié)果，是難以消滅的。為什么當(dāng)今最流行的PRV、PRRSV、SIV、PCV（部分病型）、PRCV都親嗜呼吸系統(tǒng)？就是因?yàn)樵诩s化養(yǎng)豬環(huán)境下，舍內(nèi)空氣質(zhì)量差、有害氣體濃度超標(biāo)、顆粒直徑<10um的有生物活性的塵埃超標(biāo)，為這些病毒的自然選擇提供了良好的方向。PRCV是TGEV的變異株，當(dāng)腸道生存壓力加大時，TGEV向易生存的呼吸道轉(zhuǎn)移無疑是自然選擇的結(jié)果。
面對疫病的肆虐，善良的人們不禁發(fā)出要消滅××病、××病毒的誓言。這也許是一廂情愿之事。人類肉眼見不到病原微生物，這就使它們的生存、進(jìn)化具備了巨大的隱蔽性。可以用人工免疫與自然免疫的方法控制許多疫病，如CFS、PR等等。但誰也不敢說豬場里沒有CFSV與PRV存在，不少豬場稍一疏忽，CFS、PR就卷土重來。人們要消滅一個正在積極進(jìn)化的微生物物種恐怕不太現(xiàn)實(shí)。
2.2.5豬－微生物系統(tǒng)的進(jìn)化必然還會造就新的微生物物種，未來還會出現(xiàn)新的疫病。推動系統(tǒng)進(jìn)化的是漲落，在微觀世界中，漲落最終表現(xiàn)為量子的漲落，這種漲落是隨機(jī)性的、非線性的，因此，微觀事件（新的致病微生物的出現(xiàn)等等）的準(zhǔn)確預(yù)測從原理上講是不可能的。
盡管準(zhǔn)確的預(yù)測是不可能的，但是新的病原微生物的產(chǎn)生卻是必然的。只要豬－微生物系統(tǒng)還存在，與外界交流就存在。隨著社會的發(fā)展，系統(tǒng)內(nèi)外的漲落因素會日趨豐富，系統(tǒng)會變得日趨復(fù)雜與多變。 近十多年，新疫病出現(xiàn)的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了過去，PRRSV、PCV遍布豬場，不僅AIV的H5N1可感染人，SIV也可感染人。近來副粘病毒的活躍也超出人們的想象，BEV、Nipah Virus也嶄露頭角，本來是地方疫源性病原的EMCV也開始走向世界。凡此等等，不無說明了這一點(diǎn)。
2.3利用等終極性原理為生產(chǎn)服務(wù)
2.3.1近年來，筆者見到的PRRS與上世紀(jì)九十年代中期初流行的PRRS大不相同。PRRSV可在未接種母豬群中廣泛存在，而母豬無任何癥狀，生產(chǎn)性能幾乎不受影響，轉(zhuǎn)而出現(xiàn)斷奶后仔豬與架子豬發(fā)病，并且這一發(fā)病趨勢也隨時間的進(jìn)化在逐步減弱（PRRSV走向溫和這一點(diǎn)與楊漢春報導(dǎo)一致）。因此可在這類母豬群不施用疫苗，經(jīng)一年多的觀察，證明措施是正確的，為豬場節(jié)約了資金，為社會節(jié)約了疫苗資源。同樣可利用系統(tǒng)等終極性原理指導(dǎo)PPV、JEV、PEV等病毒所致疾病的防制工作。
2.3.2對于上述情況中，斷奶仔豬的發(fā)病實(shí)行十四日齡用PRRSV活苗首免，四周后再免，以幫系統(tǒng)建立人工穩(wěn)態(tài)關(guān)系。
2.4人類常常是一些病原微生物在寄主進(jìn)化上的終點(diǎn)，動物－微生物系統(tǒng)（當(dāng)然包括豬－微生物系統(tǒng)）具有重大的公共衛(wèi)生的重要性。天花病毒由牛痘病毒進(jìn)化而來，麻疹病毒由牛痘相似病毒進(jìn)化而來，SARSV由動物病毒進(jìn)化而來，AIV與SIV均可感染人都是這些物種在進(jìn)化終點(diǎn)上的表現(xiàn)。四川發(fā)生的人感染S.S則是特殊漲落因子（皮膚創(chuàng)傷）作用下的特殊進(jìn)化事例，并不具有系統(tǒng)進(jìn)化上的普遍性。
2.5建立豬－微生物系統(tǒng)和諧共存的穩(wěn)態(tài)，并使之持久的維系應(yīng)是豬場的重要工作目標(biāo)之一。認(rèn)真檢討影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的因子，從局域環(huán)境的微生物承載力上，選擇場址、確定集約化規(guī)模；從場區(qū)布局、欄舍結(jié)構(gòu)、引種、免疫、環(huán)境、飼養(yǎng)、管理等方面減少漲落因子，增加正面效應(yīng)的控制向量，以期減慢或消除系統(tǒng)的負(fù)面進(jìn)化，縮小漲落的幅度，以利養(yǎng)豬業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展。
從SPF種豬場引進(jìn)種豬的商品豬場必須具備SPF種豬場一樣的生物安全條件與措施，否則，引進(jìn)豬必須建立新的豬－微生物系統(tǒng)，然而此過程極可能給業(yè)主造成巨大災(zāi)難。非SPF的種豬場對自身的疫病不必隱瞞，只要該豬場的豬－微生物系統(tǒng)是穩(wěn)態(tài)的，顧客就可以放心購買，引進(jìn)后，不僅要維持原系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，還要針對本場情況，使擴(kuò)大后的系統(tǒng)盡快進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。
綜上所述，豬流行性疫病的發(fā)生是豬－微生物系統(tǒng)進(jìn)化的結(jié)果；檢討人類為其進(jìn)化提供的條件，有利疫病的防控；一個處于高度自然進(jìn)化階段的微觀世界的物種是難以消滅的，與這些物種建立豬－微生物系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)應(yīng)是不懈追求的目標(biāo)；鑒于系統(tǒng)進(jìn)化的復(fù)雜性與不可預(yù)測性，新疫病的出現(xiàn)是必然的，人類可以通過許多措施減緩或防止系統(tǒng)的負(fù)面效應(yīng)的進(jìn)化；利用等終極性原理與穩(wěn)態(tài)理論可以造福養(yǎng)豬業(yè)。
本文發(fā)表于《養(yǎng)殖與飼料》06年第1期
