Life-history and connectivity shape the viromes of a migratory and river-resident galaxiid
这项研究表明,宿主的生命史策略,特别是长寿性和累积的环境暴露,显著影响了淡水河鲈科鱼类的病毒多样性,因为定居于河流的*Galaxias gollumoides*所携带的病毒组比其洄游性的*Galaxias maculatus*要丰富得多,这挑战了认为迁徙会驱动更高病毒传播率的假设。
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鱼类在河流中的移动方式塑造了它们的整个生命。某些物种,如锛鱼(īnanga),出生在淡水中,但在幼年时期会漂向海洋,之后再回到河流中生长和繁殖。这种旅程连接了不同的种群,混合了它们的基因,并使它们能够跨越遥远的距离进行迁徙。而其他鱼类,如高卢姆河鲈(Gollum galaxias),则终其一生都生活在同一条小溪中,从未离开过它们出生的淡水环境。这些居住在河流中的鱼类经常被瀑布或人为障碍物隔绝,生活在微小的、相互分离的群体中。科学家们长期以来一直好奇,这些不同的生活方式如何影响生活在这些动物体内及周围的隐形病毒世界。虽然迁徙有助于鱼类寻找食物和配偶,但它也会让它们暴露在新的环境中,并可能接触到新的病原体。问题在于,那些远行迁徙的鱼是否比留在原地的鱼携带更多的病毒,还是情况恰恰相反。
为了回答这个问题,新西兰南部的研究人员开始对比这两种截然不同的鱼类的病毒群落。他们重点研究了广泛分布的迁徙物种锛鱼,以及生活在孤立上游溪流中的非迁徙物种高卢姆河鲈。该团队从该地区的二十七个不同地点采集了数百条鱼,采集位置涵盖了可能阻碍鱼类上下游移动的障碍物的上方和下方。他们采集了鱼鳃和肝脏的组织,这些是病毒常见的藏匿场所,并利用先进的基因测序技术读取了样本中的病毒 RNA。这种方法使他们能够在无需在实验室中培养的情况下识别出存在的病毒,从而直接观察每条鱼的病毒“病毒组”(virome)。
结果令人惊讶,并推翻了研究人员最初的预期。他们曾预测,由于长途跋涉并接触多种不同环境,迁徙性的锛鱼会携带多种多样的病毒。然而,迁徙性鱼类几乎没有表现出感染迹象。在测试的二十八组锛鱼中,只有一组含有与鱼相关的病毒。相比之下,生活在孤立区域的河流常驻居民高卢姆河鲈显示出更高比例的病毒存在,尽管这些病毒在采样范围内仍相对少见。在二十六组这类鱼中,有十二组携带了至少一种病毒,但大多数水池仅包含单一病毒家族,只有一个水池包含了两个家族。在高卢姆河鲈中最常见的病毒属于环状病毒科(Circoviridae),该家族在它们的病毒景观中占据主导地位。
研究还揭示了一个与年龄相关的关键模式。研究人员观察了这两种鱼类的幼鱼(后幼体阶段),发现其中没有任何可检测到的病毒。这表明这些鱼在海洋中或在河流生活的早期阶段并不会感染这些特定的病毒。相反,病毒似乎会随着时间的推移而积累。高卢姆河鲈可以生活数年,这给了它们一个较长的窗口期去接触并携带环境中的病毒。而锛鱼通常只生活约一年,它们根本没有足够的时间来积累类似的病毒载量。这一发现表明,鱼类在环境中停留的时间长短,是驱动其病毒多样性的主要因素,而非其旅行的距离。
此外,研究人员还调查了河流中的障碍物(如瀑布或堰)是否影响了病毒的传播。他们对比了在这些障碍物上游和下游捕获的鱼类,发现两边的病毒群落没有显著差异。这表明阻碍鱼类移动的物理障碍并不是决定它们携带何种病毒的主要因素。病毒组成的差异更多是由物种本身及其寿命长短驱动的,而不是由河流的具体地理特征或移动能力的强弱决定的。
最终,这项研究强调了鱼类的生活史——即它们如何移动以及活多久——在决定其携带的病毒方面起着基础性作用。研究表明,迁徙性的生活方式并不一定会导致更高的病毒感染风险,而高卢м河鲈长期定居的生活方式则使其能够积累更丰富且更多样的病毒,尽管病毒在两个物种中普遍而言都不常见。这些见解帮助科学家理解病毒如何在淡水生态系统中传播,以及不同物种的独特行为如何影响其健康。随着研究人员继续探索新西兰原生鱼类隐藏的病毒世界,他们正在了解到,长时间留在原地对于病毒暴露的影响,可能与环游世界同样重要。
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