Bat ecological traits behind Leptospira distribution and genetics in the north-eastern Palaearctic
这项针对东北古北界地区 37 个物种、共 2,455 只蝙蝠的研究表明,特定的生态特征(如大型繁殖群落规模和在水面上方觅食)显著影响了钩体螺旋体(*Leptospira*)的流行率,并识别出这些种群中的多种致病物种及独特的单倍型。
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钩体螺旋体病(Leptospirosis)是一种广泛存在的感染,由螺旋状细菌引起,这些细菌可以生活在土壤和水中,等待进入哺乳动物的体内。虽然人类和家畜经常从受污染的环境中感染这种疾病,但大量的野生动物也携带这种细菌,有时甚至不表现出任何疾病症状。这些野生宿主充当了储库的角色,携带细菌并通过它们的尿液将细菌释放回环境中。在这些野生宿主中,蝙蝠长期以来一直被怀疑在其中扮演某种角色,但科学家们一直难以准确理解哪些类型的蝙蝠最容易携带这种感染,以及其中的原因。这个问题不仅关乎蝙蝠本身,还关乎那些让这些微小生物得以在它们体内茁壮成长并传播到更广阔世界的特定习性和生活条件。
为了回答这个问题,研究人员在欧亚大陆东北部开展研究,通过检查数千只蝙蝠,寻找其尿液中的细菌遗传特征。他们不仅仅是统计感染了多少只蝙蝠;相反,他们根据动物的生活方式对它们进行了分组。他们观察了蝙蝠在哪里睡觉、如何觅食、是否长途旅行以及如何组织它们的社会群体。通过将这些日常习惯与细菌的存在进行对比,研究小组发现了一个清晰的模式:蝙蝠的生活方式与其是否携带感染有着深刻的联系。
该研究调查了来自从波罗的海到俄罗斯远东广大地区的 2,455 只个体蝙蝠,涵盖了 37 个不同物种。研究人员发现,近四分之一的受检蝙蝠呈阳性。然而,这种感染并非均匀分布。有些物种极少受到感染,而有些物种的携带率则非常高。事实证明,最重要的因素是蝙蝠的年龄。成年蝙蝠比年幼的蝙蝠更有可能受到感染,这表明细菌会在一生的暴露过程中不断积累。事实上,成年雌性被感染的概率显著高于年轻雌性,而同物种的年轻雄性和成年雄性的感染率则显示出相似的较低水平。
除了年龄和物种之外,研究人员还发现特定的生态行为能强有力地预测感染情况。那些形成大型育幼群落(即数百只雌性和幼崽聚集在同一地点)的蝙蝠,比那些生活在小型、分散群落中的蝙蝠更容易携带细菌。栖息地的类型也至关重要。栖息在洞穴(如树洞或人工空腔)中的蝙蝠,比挤在狭窄裂缝或缝隙中的蝙蝠更有可能携带感染。这种对洞穴空间的偏好可能创造了一个潮湿且封闭的环境,使细菌能在空气中和物体表面存活更久,从而增加了个体间传播的机会。
蝙蝠捕猎的方式也起到了关键作用。那些通过在湖泊和河流上方低空飞行、掠过水面进行捕猎的物种,其感染率明显高于在茂密森林或高空开阔地带捕猎的蝙蝠。由于细菌在潮湿的土壤和水中生长旺盛,那些长时间在湿润表面上方活动的蝙蝠,可能更频繁地接触到感染,或者生活在细菌能够长期存在的区域。有趣的是,蝙蝠旅行的距离似乎并不是一个主要因素。无论蝙蝠是留在家附近还是迁徙数百公里,只要其他习惯(如栖息和捕猎)相同,感染的可能性就保持相似。
团队还研究了在蝙蝠中发现的细菌的遗传组成。他们识别出了几种已知的病原体类型,包括与导致人类和家畜疾病相关的菌株。然而,他们也发现了似乎是蝙蝠特有的独特遗传谱系,这表明这些动物可能宿有属于它们自己的不同版本的细菌。在某些情况下,一只蝙蝠被发现同时携带多种类型的细菌。遗传分析显示,虽然一些蝙蝠物种共享相同的细菌菌株,但另一些则携带完全不同的菌株,这进一步证实了蝙蝠与细菌之间的关系是复杂且具有物种特异性的。
最引人注目的发现之一是雄性蝙蝠的作用。在许多蝙蝠物种中,雄性单独生活或生活在小型、松散的群体中,而雌性则聚集在大型育幼场所。研究发现,当雄性形成自己的群落时,这些物种的感染率显著上升。在这些雄性群落中,雄性和雌性之间的感染率差异消失了,这表明群落的社会结构本身驱动了疾病的传播。当雄性和雌性共同栖息,或者当雄性形成自己的大型群体时,细菌更容易传播,很可能是因为这些拥挤的栖息地为病原体的生存和在动物间移动提供了完美的条件。
研究人员还对个体蝙蝠进行了随时间追踪,在间隔数月后再次捕捉并检测同一批动物。他们发现,一旦一只蝙蝠受到感染,它往往会长期携带感染,有时排毒期超过一年。然而,这种排毒并不总是持续不断的;一只蝙蝠可能这个月检测呈阳性,下个月就转为阴性,这可能是因为细菌暂时隐藏在肾脏中,或者免疫系统短暂地将其从尿液中清除。这种波动使得仅凭单次检测来预测感染变得困难,但总体趋势显示,一旦蝙蝠获得细菌,它通常会在生命中的相当长一段时间内携带这种细菌。
这项工作清晰地描绘了让钩体螺旋体病在蝙蝠种群中持续存在的条件。这不仅关乎蝙蝠的物种,更关乎它们为自己创造的环境。拥挤的大型洞穴、在水面上方捕猎以及雄性群落的形成,都为细菌的繁衍创造了“完美风暴”。通过了解这些特定的生态驱动因素,科学家可以更好地预测在哪里可以发现这些感染,以及它们如何从野生动物转移到人类。该研究证实,宿主的习惯与细菌的生物学特性同样重要,它们共同决定了疾病的传播。
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