创新背景
追溯许多疾病的来源会发现,病原体往往来自动物。了解野生动物疾病风险最高的地方有助于预测病原体从野生动物向人类的溢出并限制未来的疾病传播。
创新过程
瓦格宁根大学的研究人员通过预测全球4000多种不如动物的分布和丰度,确定疾病风险热点,发现哺乳动物的生物多样性是驱动野生动物疾病风险的重要机制。研究成果《哺乳动物组合组成预测新发传染病风险的全球模式》于2021年7月2日发表在《全球变化生物学》上。
哺乳动物携带的病原体可以传染给人类,也就是所谓的人畜共患病病原体。研究人员发现,哺乳动物组合丰富度和丰度的空间变异决定了野生动物患病的风险。研究人员表示,随着四分之一的哺乳动物物种面临灭绝的威胁,了解生物多样性的丧失如何影响人畜共患病风险是非常有必要的。
研究首先利用气候、栖息地偏好、身体质量和哺乳动物的饮食等信息来模拟世界范围内陆生哺乳动物的组合,包括物种生存情况以及个体生活分布。基于这些组合,研究人员能够使用流行病学参数R-naught的生态版本来计算疾病风险。R-naught是一种群落级参数,代表感染多个宿主的病原体的基本繁殖数。研究模拟哺乳动物组合完成后,将该方法推广到疾病风险预测。
结果预测,生物多样性最高的热带地区疾病风险较高,但一些温带地区的疾病风险也较高。密度依赖性疾病在赤道热带和欧洲、北美和亚洲的高温地区风险较高,而频率依赖性疾病的风险在北美最北端、欧亚大陆和大洋洲较高。预测结果高度符合过去全球疾病暴发的模式。
瓦格宁根大学野生动物生态学家Kevin Matson表示,人们通常认为热带地区存在野生动物新疾病出现的风险,但研究的预测强调了在热带以外地区也可能发生新疫情的可能性。一个原因可能是一些哺乳动物特别是啮齿动物在温带地区更善于在宿主物种之间共享一些病毒。证明这个可能性需要进一步研究测试。
面对栖息地丧失、气候变化和其他全球力量造成的持续的生物多样性危机,研究人员扩展模型以探究野生动物疾病的风险在未来几十年可能会发生的变化。研究将两种不同途径下预期的环境变化纳入模型中,产生两种预测结果,一种对未来持相对乐观的看法,另一种则较为悲观。
事实证明,物种并不像通常认为的那样,必须在当地灭绝才能影响疾病风险。疾病风险的重大变化可能不会导致任何物种的灭绝,而是会受到相对丰度变化的影响。研究人员表示,相对丰度的变化是因为不同物种的数量变化,这种物种多一点,那种少一点就能达到目的。比如大型物种可能会调节小型物种的数量,这意味着动物研究人员需要考虑保护大型物种,将其作为一项重要的控制措施。这样的发现帮助人们承认生物多样性和疾病之间关系的细微差别和复杂性。
创新价值
通过研究哺乳动物多样性和疾病风险之间的联系,拓展动物科学研究和疾病传播相关研究,有助于未来的疾病预防和动物保护。