惊!非洲中部两栖动物竟长期受 Bd 病菌威胁,探秘其背后复杂因素

【字体: 时间:2025年04月29日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决非洲中部两栖动物感染蛙壶菌(Batrachochytrium dendrobatidis,Bd)的相关问题,研究人员开展了对 Bd 在喀麦隆的感染历史、谱系分布及影响因素的研究。结果发现 Bd 在 1905 年已存在,多种因素影响其流行。这对保护当地两栖动物意义重大。

  在全球经济全球化的浪潮下,野生动物疾病也随之在世界范围内传播开来。蛙壶菌(Bd)引发的壶菌病,对两栖动物种群造成了毁灭性的打击。在非洲,这片拥有丰富两栖动物多样性的大陆,Bd 的感染动态却鲜为人知,尤其是在中部非洲,这里的生物多样性对全球气候变化极为敏感。虽然之前有研究涉及 Bd 在非洲的情况,但对于其在非洲的起源、传播路径以及不同菌株的影响等方面,仍存在诸多疑问。比如,Bd 最早何时出现在非洲?在非洲的历史分布范围究竟有多大?不同地区的 Bd 菌株有何差异?这些问题的存在,使得对非洲中部两栖动物感染 Bd 情况的研究迫在眉睫。
为了深入探究这些问题,来自美国佛罗里达自然历史博物馆(University of Florida)等研究机构的研究人员展开了相关研究。他们通过分析历史博物馆标本和现代样本,对 Bd 在喀麦隆的感染历史、谱系分布以及影响其流行的因素进行了全面研究。研究结果意义重大,不仅揭示了 Bd 在喀麦隆的长期存在,还明确了多种因素对其流行的影响机制,这对于保护喀麦隆乃至整个非洲的两栖动物种群具有重要的指导意义。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:一是样本采集,收集了历史博物馆标本(1905 - 1961 年)和 2016 - 2019 年在喀麦隆 18 个地点采集的野外样本;二是 Bd 采样,采用拭子对标本和活体动物进行采样;三是 DNA 提取和定量聚合酶链式反应(qPCR),用于检测 Bd;四是 Bd 基因分型,利用特定平台进行扩增测序以确定谱系。

研究结果如下:

  1. 早期检测和流行趋势:通过对历史博物馆样本的分析,发现最早的 Bd 记录可追溯到 1905 年,从那时起至近期,Bd 在喀麦隆的流行率一直较高。在 2008 - 2009 年,Bd 流行率出现明显变化,2008 年流行率较低,2009 年则大幅上升,且在山地站点的流行率显著高于其他地区。
  2. 病原体空间动态:研究表明,喀麦隆山地站点的 Bd 负担明显高于其他地区,低地地区的 Bd 病例数相对较低但差异不显著。同时,山地和低地站点的 Bd 动态相互影响,而沿海南部地区的 Bd 负担最低,且病例数随时间显著减少。
  3. 两栖动物宿主特征的影响
    • 宿主身份:宿主身份对 Bd 流行率的影响最为显著。在山地,某些两栖动物属如蚓螈科的 Crotaphatrema 和蛙属的 Wolterstorffina 感染率较高;在低地,Cardioglossa、Kassina 和 Leptodactylodon 等蛙类感染率较高。不同地区的优势感染物种有所不同。
    • 宿主生态:穴居两栖动物感染 Bd 的几率比树栖两栖动物高得多。这表明穴居物种可能在热带两栖动物群落中作为感染源发挥重要作用。
    • 宿主繁殖生物学:宿主繁殖生物学对病原体流行率的影响较弱,不同繁殖方式的宿主感染几率没有显著差异。

  4. 环境因素的作用:研究评估了多个环境变量对 Bd 流行率的影响,发现与降水相关的变量比温度相关变量对病原体负担的影响更大。等温性(isothermality)、最干燥月份降水量、最湿润季度降水量、海拔和纬度等都与 Bd 流行率显著相关。
  5. Bd 基因分型:在喀麦隆检测到 Bd 的两种谱系 BdCAPE 和 BdGPL。BdCAPE 分布广泛,而 BdGPL 仅在两个地点被检测到,且两种谱系在东部地区共存。

研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 Bd 在喀麦隆的复杂动态,受到宿主、环境和时间等多种因素的综合影响。首次在非洲发现 1905 年的 Bd 感染记录,表明其在非洲的存在时间比之前认为的更早。Bd 流行率长期居高不下,可能与宿主 - 病原体的长期相互作用、气候因素和栖息地改变等有关。2009 年 Bd 流行率的峰值与两栖动物种群数量下降相关,推测可能与 BdCAPE 菌株有关。同时,BdGPL 在喀麦隆的发现,对当地两栖动物保护构成了潜在威胁。此外,研究还发现宿主身份和生态是影响 Bd 流行率的重要因素,环境特征如降水和温度也显著影响 Bd 的传播。这些发现强调了区域尺度上多种因素对 Bd 动态的影响,并且随着气候变化,这些影响可能会加剧。基于此,研究建议在喀麦隆高两栖动物多样性和 Bd 流行率的地区,实施有针对性的监测和管理策略,将长期监测两栖动物种群与栖息地保护相结合,以增强两栖动物对 Bd 感染的抵抗力。

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