Insights into Mycoplasma spp. genetic diversity through a long-term study in bank voles (Clethrionomys glareolus) in the Mazury Lake District in Poland
这项针对波兰啮齿类血浆菌的首次分子研究,基于对马祖里湖区1,500多只黑�목鼠进行为期23年的调查,揭示了高达69.4%的高感染率,并鉴定出八种此前未被描述的支原体物种,凸显了这些病原体在野生啮齿动物种群中的长期稳定性及遗传多样性。
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在森林地表下的隐藏世界里,一种被称为嗜血支原体(hemoplasmas)的微小细菌作为寄生虫生活在哺乳动物的红细胞内。这些微生物如此之小且高度专业化,以至于无法在实验室培养皿中生长;它们必须生活在宿主体内才能生存。几十年来,科学家们已知这些细菌会导致猫狗等家畜生病,有时甚至导致严重的贫血。然而,它们在野生动物中的行为仍然是一个谜。由于啮齿类动物是许多可能传播给人类的疾病的常见宿主,了解它们体内生存着什么对于公共卫生至关重要。长期以来,研究人员一直怀疑野生啮齿类动物携带了大量的这类细菌菌株,但由于缺乏先进的遗传工具,这些不同类型的数量以及它们随时间变化的方式一直难以被绘制出来。
波兰的一个科学家团队决定通过观察一种名为体瘤鼠(bank vole)的单一野生啮齿类物种,来解开这个谜题,观察周期长达二十三年。他们将重点放在了波兰东北部以湖泊和松树林闻名的马祖里湖区(Mazury Lake District)的三个不同森林地点。研究人员不仅仅是检查这些体瘤鼠是否生病,他们还想确切知道存在多少种不同类型的细菌,以及感染情况每年是如何变化的。通过将血液样本的显微镜检查与现代基因测序相结合,他们能够以该地区前所未有的方式,观察到这些细菌的隐形多样性。
这项研究始于一项大规模的捕获和检查1,514只体瘤鼠的工作。研究人员在1999年至2022年的七个不同年份的夏末捕捉了这些动物。对于早期的样本,他们通过显微镜观察薄层血液涂片,以统计有多少个红细胞被感染。对于较新的样本,他们提取了DNA,以识别细菌的具体遗传密码。他们还检查了在同一陷阱中发现的几种其他种类的老鼠,以观察这些细菌是否在不同类型的啮齿类动物之间跳跃传播。结果令人震惊:近70%的体瘤鼠携带这些细菌。这种高感染率在二十年间保持得惊人地稳定,表明这些细菌是体瘤鼠种群中一个永久且普遍的一部分。
当科学家们更深入地观察数据时,他们发现并非每只体瘤鼠的感染情况都相同。年轻的体瘤鼠比年长的更容易受到感染,而雌性体瘤鼠携带的细菌比雄性更多。陷阱的位置也会产生影响;来自一个名为Pilchy的特定地点的体瘤鼠,其感染程度远高于另外两个地点的体瘤鼠。血液中的细菌数量也会根据年份上下波动,有些年份显示出极高的感染水平,而有些年份则显示出较低的水平。这些波动表明,环境因素(例如天气或可能传播这些细菌的昆虫数量)在疾病如何在种群中传播方面发挥了重要作用。
最重大的发现来自于遗传分析。通过对细菌进行DNA测序,研究人员发现体瘤鼠携带的不只是一两种常见的类型。相反,他们发现了八种此前从未被科学界描述过的全新细菌物种。这些新物种根据它们的宿主或发现地进行了命名,例如Candidatus Mycoplasma glareolusae(以体瘤鼠本身命名),以及Candidatus Mycoplasma taltae(以其中一个研究地点命名)。该团队在这些新物种中识别出了十六种不同的遗传变异,即单倍型。其中一些细菌仅在体瘤鼠中发现,而另一些则出现在不同种类的老鼠中,这表明虽然有些细菌对宿主很挑剔,但另一些则更具灵活性。
这项长期研究为这些微观寄生虫在野外如何生存提供了罕见且详细的观察。它证实了波兰的体瘤鼠是多种多样嗜血支原体的丰富储库,其中许多是该地区特有的。研究结果表明,这些感染并非随机或转瞬即逝的事件,而是细菌与宿主之间稳定、长期的关系。虽然这项研究并未证明这些特定的细菌会感染人类,但它凸显了生活在我们当地野生动物中的微生物世界的复杂性。通过识别这些新物种并了解它们的传播方式,科学家可以更好地追踪这些细菌可能带来的风险,并更多地了解存在于波兰森林中那错综复杂的生命网络。
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