寄生虫的“旅行”：揭示三种禽类血吸虫的种群遗传模式

《Scientific Reports》：Legacy parasite collections reveal species-specific population genetic patterns among three species of zoonotic schistosomes

本研究聚焦于三种禽类血吸虫（Trichobilharzia），通过分析全球分布的样本，揭示了其种群遗传多样性、结构及微进化模式，为理解宿主-寄生虫相互作用及人兽共患病的传播提供了重要见解。

　　在多宿主寄生虫系统中，基因流、遗传漂变和有效种群大小（Ne）等微进化力量的决定因素尚不清楚。为了填补这一空白，美国新墨西哥大学的研究人员开展了一项针对三种同属禽类血吸虫（Trichobilharzia querquedulae、T. physellae 和 Trichobilharzia sp. A）的全球样本研究。他们利用博物馆收藏的样本跨越20年的时间跨度，分析了一个核基因和两个线粒体基因位点，发现三种物种在种群遗传参数上存在显著差异。T. querquedulae 维持着一个全球多样化的、联系紧密的超种群，其有效种群大小约为其他两种物种的三倍，而后两者整体遗传多样性较低，种群结构更为显著。这些差异可能受到鸭类宿主生态学的影响，因为鸭类是传播这些寄生虫的宿主。该研究强调了自然历史收藏的价值，尤其是考虑到Trichobilharzia 是引起人兽共患尾蚴性皮炎的关键病原体，其病因和流行病学尚不清楚。研究结果发表在《Scientific Reports》上，为理解寄生虫的微进化模式以及宿主-寄生虫相互作用提供了新的视角，也为防控人兽共患尾蚴性皮炎提供了科学依据。 研究人员采用的主要关键技术方法包括：利用全球分布的样本进行种群遗传学分析；通过核基因（ITS1）和线粒体基因（cox1、nad4）位点进行遗传多样性评估；运用General Mixed Yule Coalescent（GMYC）模型进行物种界定；基于贝叶斯推断构建系统发育树；采用贝叶斯天际线图（Bayesian Skyline Plot）分析种群历史动态。 研究背景 寄生虫与宿主之间的相互作用是进化生物学中的一个核心问题。在多宿主寄生虫系统中，基因流、遗传漂变和有效种群大小（Ne）等微进化力量的决定因素尚不清楚。这些参数影响寄生虫对药物抗性的进化、地方适应性、宿主转换的概率以及寄生虫谱系的分化。然而，由于多宿主寄生虫系统的复杂性，包括感染宿主的识别困难、寄生虫感染率低、获取足够寄生虫组织困难以及隐存种的存在，相关的种群遗传学研究相对较少。 Trichobilharzia 属的禽类血吸虫是一种全球分布的、种类丰富的寄生虫，它们感染广泛的鸭类宿主，并且是引起人兽共患尾蚴性皮炎（HCD）的主要病原体。这种疾病的病因和传播动态复杂且尚未完全明确。本研究聚焦于Trichobilharzia 属的三个物种，旨在通过种群遗传学方法揭示其种群遗传多样性和结构，以及宿主生态学对寄生虫微进化的影响。 研究方法 研究人员利用博物馆收藏的样本跨越20年的时间跨度，分析了三种同属禽类血吸虫（Trichobilharzia querquedulae、T. physellae 和 Trichobilharzia sp. A）的全球样本。他们调查了1358只鸟类宿主，检测Trichobilharzia 感染情况，并对三种主要的Trichobilharzia 物种进行了系统发育和种群遗传学分析。研究基于三个基因位点（cox1、nad4、ITS1）进行，通过General Mixed Yule Coalescent（GMYC）模型进行物种界定，并构建了系统发育树。 研究结果

1. 种群遗传参数差异：三种Trichobilharzia 物种在种群遗传参数上存在显著差异。T. querquedulae（TQ）维持着一个全球多样化的、联系紧密的超种群，其有效种群大小约为其他两种物种的三倍。T. physellae（TP）和Trichobilharzia sp. A（TA）的整体遗传多样性较低，种群结构更为显著。
2. 宿主生态学的影响：研究人员发现，这些差异可能受到鸭类宿主生态学的影响。TQ 主要感染的鸭类宿主（如Spatula属）具有广泛的迁徙范围和多样的栖息地选择，而TP主要感染的Aythya属鸭类则具有更稳定的栖息地偏好和较低的迁徙率。这些宿主生态学特征可能影响了寄生虫的传播和种群结构。
3. 种群历史动态：贝叶斯天际线图分析显示，TQ 和TP可能经历了近期的种群扩张，尽管在最高后验密度（HPD）区间内存在重叠。
4. 宿主特异性与感染模式：研究还发现，TA 仅从美国白翅鸭（Mareca americana）中恢复，显示出最高的宿主特异性。而TQ 主要感染Spatula属鸭类，TP则主要感染Aythya属鸭类。这些感染模式与鸭类的生态学特征密切相关。 研究结论与讨论 本研究通过分析Trichobilharzia 属的三种禽类血吸虫的种群遗传学特征，揭示了宿主生态学对寄生虫微进化的重要影响。研究结果表明，鸭类宿主的迁徙行为、栖息地选择和微栖息地偏好等因素可能显著影响寄生虫的传播和种群结构。此外，该研究还强调了自然历史收藏在寄生虫种群遗传学研究中的重要性，尤其是在研究全球分布的寄生虫时。通过深入了解寄生虫的种群遗传学特征，可以为防控人兽共患尾蚴性皮炎提供科学依据，尤其是在预测和管理寄生虫的传播动态方面。未来的研究可以进一步探索宿主-寄生虫相互作用的分子机制，以及不同宿主生态学特征如何影响寄生虫的进化和传播。