Bat ecological traits behind Leptospira distribution and genetics in the north-eastern Palaearctic

Leptospirillose ist eine weit verbreitete Infektion, die durch spiralförmige Bakterien verursacht wird, welche in Boden und Wasser leben können und darauf warten, in die Körper von Säugetieren einzudringen. Während Menschen und Nutztiere diese Krankheit oft aus kontaminierten Umgebungen aufnehmen, tragen auch eine Vielzahl von Wildtieren die Bakterien in sich, manchmal ohne Anzeichen einer Erkrankung zu zeigen. Diese Wildtiere fungieren als Reservoire, halten die Bakterien bereit und geben sie durch ihren Urin wieder an die Umwelt ab. Unter diesen Wildwirten haben Fledermäuse schon lange Verdacht gem provoca, eine Rolle zu spielen, doch es gelang den Wissenschaftlern bisher nicht genau zu verstehen, welche Arten von Fledermäusen am wahrscheinlichsten die Infektion tragen. Die Frage betrifft nicht nur die Fledermäuse selbst, sondern auch die spezifischen Gewohnheiten und Lebensbedingungen, die es diesen mikroskopisch kleinen Organismen ermöglichen, in ihnen zu gedeihen und sich in die weitere Welt auszubreiten.

Um dies zu beantworten, untersuchten Forscher im Nordosten des eurasischen Landmassivs tausende Fledermäuse und suchten in deren Urin nach der genetischen Signatur der Bakterien. Sie zählten nicht einfach nur, wie viele Fledermäuse infiziert waren; stattdessen gruppierten sie die Tiere danach, wie sie leben. Sie untersuchten, wo die Fledermäuse schliefen, wie sie nach Nahrung jagten, ob sie weite Strecken zurücklegten und wie sie ihre sozialen Gruppen organisierten. Durch den Vergleich dieser täglichen Gewohnheiten mit dem Vorhandensein der Bakterien deckte das Team ein klares Muster auf: Die Art und Weise, wie ein Fledermaus ihr Leben lebt, ist tief mit der Tatsache verbunden, ob sie die Infektion in sich trägt.

Die Studie untersuchte 2.455 einzelne Fledermäuse, die 37 verschiedene Arten über eine riesige Region darstellten, die sich vom Baltischen Meer bis zum Fernen Osten Russlands erstreckte. Die Forscher fanden heraus, dass fast jede vierte getestete Fledermaus positiv auf die Bakterien getestet wurde. Diese Infektion war jedoch nicht gleichmäßig verteilt. Einige Arten waren selten infiziert, während andere die Bakterien in sehr hohen Raten in sich trugen. Der bedeutendste Faktor erwies sich als das Alter der Fledermaus. Adulte Fledermäuse waren weitaus wahrscheinlicher infiziert als jüngere, was darauf hindeutet, dass sich die Bakterien im Laufe eines Lebens voller Exposition ansammeln. Tatsächlich waren die Chancen, dass ein adultes Weibchen infiziert war, signifikant höher als die für ein junges Weibchen, während junge Männchen und adulte Männchen derselben Art ähnliche, niedrigere Infektionsraten aufwiesen.

Über Alter und Art hinaus entdeckten die Forscher, dass spezifische ökologische Verhaltensweisen die Infektion stark vorhersagten. Fledermäuse, die große Gebärmutterkolonien bildeten, in denen sich hunderte Weibchen und deren Jungtiere an einem einzigen Ort versammeln, waren viel wahrscheinlicher infiziert als jene, die in kleinen, verstreuten Gruppen lebten. Auch die Art des Unterschlupfs spielte eine immense Rolle. Fledermäuse, die in Höhlungen wie Baumhöhlen oder künstlichen Hohlräumen rasteten, waren weita viel wahrscheinlicher infiziert als jene, die sich in schmale Spalten oder Ritzen zwängten. Diese Vorliebe für hohle Räume schafft wahrscheinlich eine feuchte, geschlossene Umgebung, in der die Bakterien länger in der Luft und auf Oberflächen überleben können, was die Chance der Übertragung zwischen den Individuen erhöht.

Die Art und Weise, wie eine Fledermaus jagt, spielte ebenfalls eine entscheidende Rolle. Arten, die jagen, indem sie tief über Seen und Flüsse fliegen und dabei die Oberfläche des Wassers streifen, zeigten eine viel höhere Infektionsrate als Fledermäuse, die in dichten Wäldern oder hoch oben im offenen Himmel jagen. Da die Bakterien in feuchter Erde und Wasser gedeihen, nehmen Fledermäuse, die ihre Zeit über nassen Oberflächen verbringen, möglicherweise die Infektion häufiger auf oder leben in Gebieten, in denen die Bakterien länger bestehen bleiben. Interessanterweise schien die Distanz, die eine Fledermaus zurücklegt, kein wesentlicher Faktor zu sein. Ob eine Fledermaus in der Nähe ihres Heims blieb oder hunderte Kilometer weit migrierte, die Wahrscheinlichkeit einer Infektion blieb ähnlich, sofern die anderen Gewohnheiten wie Ruhestätten und Jagdverhalten gleich blieben.

Das Team untersuchte auch die genetische Zusammensetzung der in den Fledermäusen gefundenen Bakterien. Sie identifizierten mehrere bekannte Typen des Erregers, einschließlich Stämmen, die mit jenen verwandt sind, die beim Menschen und bei Nutztieren Krankheiten verursachen. Sie fanden jedoch auch einzigartige genetische Linien, die offenbar spezifisch für Fledermäuse sind, was darauf hindeutet, dass diese Tiere ihre eigenen, ganz eigenen Versionen der Bakterien beherbergen könnten. In einigen Fällen wurde festgestellt, dass eine einzige Fledermaus mehr als einen Typ der Bakterien gleichzeitig in sich trägt. Die genetische Analyse ergab, dass zwar einige Fledermausarten dieselben Bakterienstämme teilten, andere jedoch völlig andere trugen, was die Idee verstärkte, dass die Beziehung zwischen der Fledermaus und den Bakterien komplex und spezifisch für jede Art ist.

Eines der auffälligsten Ergebnisse war die Rolle der männlichen Fledermäuse. In vielen Fledermausarten leben Männchen allein oder in kleinen, lockeren Gruppen, während sich Weibchen in großen Aufzuchtstationen sammeln. Die Studie fand heraus, dass die Infektionsraten in jenen Arten signifikant anstiegen, wenn die Männchen eigene Kolonien bildeten. In diesen Männchenkolonien verschwand der Unterschied in den Infektionsraten zwischen Männchen und Weibchen, was darauf hindeutet, dass die soziale Struktur der Kolonie selbst die Ausbreitung der Bakterien vorantreibt. Wenn Männchen und Weibchen zusammen unterkommen oder wenn Männchen ihre eigenen großen Gruppen bilden, breiten sich die Bakterien leichter aus, da die Bedingungen in diesen überfüllten Unterschlüpfen perfekt sind, damit der Erreger überleben kann und von einem Tier zum anderen wandert.

Die Forscher verfolgten auch einzelne Fledermäuse über die Zeit hinweg, indem sie dieselben Tiere Monate später erneut fingen und testeten. Sie fanden heraus, dass eine Fledermaus, sobald sie einmal infiziert war, dazu neigte, lange Zeit infiziert zu bleiben und die Bakterien manchmal über ein Jahr lang auszuscheiden. Die Ausscheidung war jedoch nicht immer konstant; eine Fledermaus konnte in einem Monat positiv und im nächsten negativ testen, vielleicht weil sich die Bakterien vorübergehend in den Nieren verstecken oder weil das Immunsystem sie kurzzeitig aus dem Urin eliminiert. Diese Fluktuation macht es schwierig, eine Infektion basierend auf einem Einzeltest vorherzusagen, aber der Gesamttrend zeigte, dass eine Fledermaus, sobald sie die Bakterien erworben hat, diese oft für einen signifikanten Teil ihres Lebens mit sich trägt.

Diese Arbeit liefert ein klares Bild der Bedingungen, die es Leptospiren ermöglichen, in Fledermauspopulationen fortzubestehen. Es geht nicht nur um die Spezies der Fledermaus, sondern um die Umgebung, die sie für sich selbst schafft. Große, überfüllte Höhlungen, die Jagd über Wasser und die Bildung von Männchenkolonien schaffen das perfekte Zusammenspiel der Faktoren, damit die Bakterien gedeihen können. Durch das Verständnis dieser spezifischen ökologischen Treiber können Wissenschaftler besser vorhersagen, wo diese Infektionen zu finden sind und wie sie von Wildtieren auf Menschen übergehen können. Die Studie bestätigt, dass die Gewohnheiten des Wirts genauso wichtig sind wie die Biologie der Bakterien bei der Bestimmung der Krankheitsausbreitung.