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研究人员探究栖息地破碎化对鸟类病原体流行率影响,发现环境与生物因素作用各异,意义重大。
在当今世界,城市化进程不断加快,如同一只无形的大手,肆意重塑着自然的模样。大量原本广袤连续的自然栖息地,被分割成了一个个碎片化的 “孤岛”。就拿鸟类来说,它们的家园变得支离破碎,这不仅改变了它们的生活环境,还可能对它们的健康产生深远影响。鸟类作为生态系统中重要的一环,其健康状况关乎整个生态平衡。而虫媒病原体,如莱姆病(Borrelia burgdorferi sensu lato,B. burgdorferi s.l.)和血变原虫病(Haemoproteus spp.)的病原体,在鸟类中的流行情况一直备受关注。但目前,栖息地破碎化到底如何影响这些病原体在鸟类中的传播,仍是一个亟待解开的谜题。为了深入探究这一问题,来自美国加利福尼亚大学洛杉矶分校、斯坦福大学、哥伦比亚大学以及旧金山州立大学的研究人员展开了一项极具意义的研究,其成果发表在《Parasites & Vectors》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面,他们在 2019 年和 2020 年的繁殖季节,于美国加利福尼亚州旧金山湾区的 7 个不同地点,利用 10 个 12×2.5 米的雾网捕捉鸟类。在每个地点连续捕捉两天,每天从日出(06:00 h)开始,持续 5 小时。捕获鸟类后,对其进行标记、测量形态指标、确定分类、年龄和性别,并通过肱静脉穿刺采集血液样本。在病原体检测方面,研究人员提取血液样本中的基因组 DNA,运用聚合酶链反应(PCR)技术,分别针对 B. burgdorferi s.l. 的 5S - 23S rRNA 基因间隔区和 Haemoproteus 的细胞色素 b 基因进行检测,以此确定鸟类是否感染病原体。在数据分析阶段,他们运用二项逻辑回归模型,分别以 B. burgdorferi s.l. 和 Haemoproteus 的感染流行率为因变量,探究不同生物和非生物因素对感染流行率的影响。
研究结果
- 病原体流行率:研究期间,研究人员共捕获 218 只鸟类,成功采集并检测了 176 只鸟的血液样本。结果显示,18.2%(置信区间 13.2 - 24.6%)的鸟类感染了 Haemoproteus,1.7%(置信区间 0.6 - 4.9%)感染了 Leucocytozoon,1.1%(置信区间 0.4 - 4.0%)感染了 Plasmodium,14.8%(置信区间 10.3 - 20.8%)感染了 B. burgdorferi s.l.。其中,暗眼灯草雀(Junco hyemalis)感染 Haemoproteus 和 B. burgdorferi s.l. 的比例较高,但由于样本量限制,暂无法进行物种特异性分析。同时,4.0%(置信区间 2.0 - 8%)的样本存在 Haemoproteus 和 B. burgdorferi s.l. 的共感染情况。
- 感染流行率与各因素的关系:通过不同模型分析发现,两种病原体的感染流行率与不同因素存在关联。B. burgdorferi s.l. 的感染流行率与栖息地斑块大小呈正相关,与距水源的距离呈负相关;而 Haemoproteus 的感染流行率仅与距水源的距离呈正相关,与栖息地斑块大小无关。在生物因素方面,B. burgdorferi s.l. 的感染流行率与哺乳动物群落(包括啮齿动物和非啮齿动物)的丰富度显著相关,而 Haemoproteus 的感染流行率主要受鸟类个体特征(如性别、饮食和觅食底物)的影响,与鸟类群落丰富度无关。
- 病原体谱系多样性:研究还发现了 13 种独特的血孢子虫寄生虫谱系,其中 11 种已被记录,2 种可能是新谱系,分别为 Haemoproteus spp. SPIPSA01 和 Haemoproteus spp. JUHYE26。B. burgdorferi 在研究中主要包括 B. burgdorferi sensu stricto 和 1 例确认的 B. bissettiae 感染,还有 4 例感染无法确定物种。
研究结论与讨论
这项研究表明,环境因素(如栖息地破碎化)对虫媒病原体流行率的直接影响有限,但对生物因素(如群落组成)的间接影响,会对鸟类中 Haemoproteus 和 B. burgdorferi s.l. 的流行率产生重要影响。对于 Haemoproteus 而言,其感染流行率主要受宿主物种(鸟类)和可能的媒介群落影响,而非非生物特征或群落水平的变化。例如,地面觅食者和食谷鸟类感染 Haemoproteus 的概率更高,这可能与它们更容易接触到传播媒介有关。而 B. burgdorferi s.l. 的感染流行率则与哺乳动物群落丰富度、栖息地大小和靠近水源程度密切相关,鸟类在该病原体传播中的作用相对较小。
然而,该研究也存在一些局限性。样本量相对较小,且许多变量之间相关性较高,可能掩盖了部分影响机制。同时,关于血孢子虫媒介的信息匮乏,鸟类的高流动性也给确定感染地点带来困难,且研究未考虑水源季节性波动的影响。尽管如此,该研究仍为理解栖息地破碎化与鸟类病原体流行率之间的关系提供了重要依据。未来,研究人员可在此基础上进一步扩大样本量,深入研究媒介作用,关注鸟类行为和环境变化对病原体传播的影响,这对于保护鸟类健康、维护生态平衡以及预防相关人畜共患病的传播具有重要意义。
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