交配季节活动模式预测新发真菌病中的性别差异感染:小棕蝠(Myotis lucifugus)白鼻综合征(WNS)的性别特异性病理机制

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Functional Ecology 5.1

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  本研究通过RFID追踪技术揭示小棕蝠交配期活动模式与白鼻综合征(WNS)感染的性别差异关联。雌性因提前进入冬眠(hibernation)导致伪裸囊菌(Pseudogymnoascus destructans)载量显著高于雄性,首次阐明交配系统特征通过体温调节(euthermia/torpor)介导病原体生长的性别特异性机制。

  

交配系统与疾病易感性的性别差异机制

Abstract
温带蝙蝠的交配动态通过影响种群增长率和个体死亡率风险,决定了其对白鼻综合征(WNS)的易感性。研究团队利用被动天线系统和PIT标记技术,发现雌性小棕蝠(Myotis lucifugus)在秋季交配季活动时间短、偏好温暖夜晚,而雄性则持续活跃至深秋。这种表型差异导致雌性在冬眠初期病原体载量显著升高——活跃的雄性通过维持较高体温(37-41°C)抑制了伪裸囊菌(P. destructans)的生长(最适生长温度<20°C),而提前进入冬眠的雌性为病原体提供了更长的低温增殖窗口。

INTRODUCTION
全球变化背景下,交配系统通过调节种群遗传混合和补充率影响物种适应性。小棕蝠的混交制(polygynandrous)交配系统表现为秋季聚集于冬眠场所入口的集群行为(swarming),此时两性同时暴露于P. destructans。雌性因繁殖投资集中于春季迁徙和育幼,需要保存能量而减少秋季活动;雄性则通过延长交配期最大化繁殖成功率。这种策略差异可能通过体温调节机制导致性别特异性疾病易感性。

METHODS
研究团队2019-2023年在美国威斯康星州3个冬眠场所,通过:

  1. 在10个入口部署RFID系统记录PIT标记个体的活动时序
  2. 秋季(8-9月)和冬眠初期(11月)采集表皮拭子检测P. destructans载量(qPCR法)
  3. 使用Daymet气象数据计算中点温度(当日最高温与次日最低温均值)
  4. 采用混合效应模型分析活动模式与温度、体况的关系

RESULTS

  1. 活动时序差异
    雌性活动期较雄性晚25天开始(p=0.001),提前39天结束(p<0.001)。雄性活动覆盖整个交配季(45天),雌性仅15天。

  2. 温度响应
    雌性在>16°C夜晚活动概率显著增加(斜率0.152±0.03,p<0.001),而雄性活动不受温度影响。体况差的雌性在低温下活动更少(三阶交互作用p=0.039)。

  3. 病原体动态
    两性秋季病原体载量无差异,但冬眠初期雌性载量比雄性高近10倍(p<0.001)。活动期结束越早的个体,冬眠初期载量越高(斜率-1.574±0.41,p<0.001)。

DISCUSSION
能量分配策略驱动了性别特异性疾病易感性:
• 雌性:有限活动节约能量用于越冬和繁殖,但提前冬眠延长了P. destructans在低温(1-16°C)下的增殖时间
• 雄性:持续活动维持高体温抑制病原体,代价是更高能量消耗

该研究首次揭示交配期表型差异通过体温调节介导疾病进程的机制,为理解宿主-病原体共进化提供了新视角。研究建议关注气候变暖可能通过延长雌性活动期缓解WNS影响的生态效应。

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