差异敏感性可能并不是导致多宿主两栖动物群体中壶菌病相关下降现象的根本原因

《Ecology and Evolution》:Differential Susceptibility May Not Drive Chytridiomycosis Related Declines in Multi-Host Amphibian Communities

【字体: 时间:2026年03月10日 来源:Ecology and Evolution 2.3

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  **摘要** **Batrachochytrium dendrobatidis (Bd)** 是最具破坏性的野生动物病原体,与超过500种两栖动物的种群数量急剧下降或灭绝有关。Bd可能以多种复杂的方式影响两栖动物种群的结构和动态,但很少有研究探讨在不同易感性的群落中Bd的影响如

  **摘要**

**Batrachochytrium dendrobatidis (Bd)** 是最具破坏性的野生动物病原体,与超过500种两栖动物的种群数量急剧下降或灭绝有关。Bd可能以多种复杂的方式影响两栖动物种群的结构和动态,但很少有研究探讨在不同易感性的群落中Bd的影响如何变化。在这里,我们使用了来自澳大利亚塔斯马尼亚温带地区两栖动物群落的时间序列数据,该地区共存在四种两栖动物:棕色树蛙(Litoria ewingii)、塔斯马尼亚树蛙(L. burrowsae)、普通蛙类(Crinia signifera)和塔斯马尼亚蛙类(C. tasmaniensis)。先前的实验室试验表明,L. burrowsae和C. tasmaniensis对Bd敏感,而L. ewingii和C. signifera则作为Bd的宿主。通过贝叶斯马尔可夫链蒙特卡洛模型,我们研究了Bd的存在、宿主的存在或同属物种的存在是否对不同地点和年份的两栖动物物种易感性有影响。与预期相反——即Bd和宿主会破坏两栖动物群落的稳定性——我们没有发现L. burrowsae或C. tasmaniensis的数量下降的证据。相反,尽管存在Bd,这些物种似乎仍然能够在相对稳定的群落结构中共存。我们的研究结果表明,实验室试验确定的易感性可能无法可靠地预测该系统中的实际疾病结果,这是因为缺乏相关的外部环境因素。我们推测,我们研究中两栖动物群落所处的池塘条件(低温和低pH值)限制了Bd的生长和存活,从而为其提供了一个避难所。这些结果强调了在评估野生多宿主群体中的疾病影响时,生态和环境背景的重要性,同时也表明气候变化可能威胁到群体的恢复力。

**1 引言**

多宿主疾病有可能以多种复杂的方式影响群落的结构和动态。这一点已在夏威夷鸟类的禽疟疾(Plasmodium relictum)(Warner 1968;Van Riper等人1986)、食肉动物的犬瘟热病毒(Roelke-Parker等人1996;Loots等人2017)以及感染白鼻综合征的蝙蝠群体(Blehert等人2009;Hoyt等人2021)中得到验证。事实上,多宿主病原体对群落组成影响的程度越来越受到重视(LaDeau等人2007;Johnson等人2015;Zipkin等人2020;Stewart Merrill和Johnson 2025)。然而,大多数关于野生动物中多宿主病原体的研究都集中在一两种或少数几种宿主上,而没有考虑群落内的所有宿主种类。这可能反映了在野生系统中解开疾病动态的复杂性,因为环境因素、宿主身份及其相互作用可以放大或减弱病原体的影响(Dobson 2004;Hoyt等人2021;Hawley和Altizer 2011;Blaustein等人2012;Dunn等人2012;Murray等人2013;Cohen等人2017)。最近,研究开始超越单一物种,探讨宿主组合如何影响病原体的传播和持续存在(Caron等人2015;Ferreira等人2024;Daversa等人2022, 2025)。由于新兴的野生动物传染病可能导致生物多样性的丧失,因此研究它们在群落结构中的动态对于保护规划和减轻灭绝风险至关重要(Daszak等人2000;Johnson等人2015)。其中最具破坏性的野生动物病原体之一是**Batrachochytrium dendrobatidis (Bd)**。Bd会导致两栖动物感染壶菌病,并与种群数量下降和灭绝相关,影响了全球500多种两栖动物(Berger等人1998;Lips等人2006;Skerratt等人2007;Scheele等人2019)。由于壶菌病引起的大规模死亡事件可以追溯到20世纪70年代末(Berger等人1998;Lips等人2006;Voyles等人2009)。野外和实验室研究表明,Bd能够感染高达54%的两栖动物物种(Castro Monzon等人2020),并且通过多种机制导致种群数量下降。一旦Bd入侵一个地区,这种病原体就可能成为地方性流行病,并持续造成多年死亡(Murray等人2009;Phillott等人2013)。此外,宿主对这种疾病的易感性还可能受到环境条件的影响(Piotrowski等人2004;Nowakowski等人2016;Cohen等人2017;Sonn等人2020)。自从发现Bd以来,关于Bd引起的两栖动物种群下降的大量文献已经涌现。绝大多数研究都集中在单一物种及其对感染的易感性上(Skerratt等人2016;Scheele等人2017),而很少有研究考虑野生群落中物种之间的相互作用。尽管许多研究关注的是两种物种之间的相互作用,通常是宿主和易感宿主之间的相互作用(Parris和Beaudoin 2004;Bosch和Rincón 2008),但越来越多地开始探索Bd在物种组合层面的影响(DiRenzo等人2017;Gervasi等人2013;Brannelly等人2018;Bielby等人2021;Longo等人2023;Daversa等人2022, 2025)。例如,已经发现在受感染的宿主Crinia signifera存在的情况下,南部科罗博里蛙(Pseudophryne corroboree)和北部科罗博里蛙(Pseudophryne pengilleyi)的数量会下降(Hunter等人2009;Hunter 2010;Scheele, Hunter等人2017),这种宿主在环境中维持了Bd的存活。此外,入侵的北美洲牛蛙(Lithobates [Rana] catesbeianus)也是一种宿主,并且是一种栖息地广适物种,它已将Bd传播到广大地区,导致其他多种物种的数量下降(Garner等人2006;Yap等人2018)。虽然这些研究提供了关于个体易感性的重要见解,但在群落框架内的背景信息仍较少被综合和分析,尽管这对于理解传播动态和制定Bd管理策略非常重要(Blaustein等人2011;Brannelly, Clemann等人2018;Daversa等人2022;Longo等人2023)。解释Bd如何具体影响两栖动物群落的机制主要分为两个非排他性系统:(1)宿主物种维持并将真菌传播给易感物种(Garner等人2006;Scheele, Hunter等人2017);(2)自由生活的Bd游动孢子在环境中长达12周的持久性会持续影响物种(Chestnut等人2014)。解释个体物种易感性的研究强调了遗传倾向或生活史特征(如较小的地理分布范围和狭窄的环境需求),这些可能是对壶菌病敏感的风险因素(Lips等人2003;Bielby等人2008;Murray和Skerratt 2012;Savage等人2015;Burrowes等人2017)。例如,栖息地广适的宿主更有可能成为宿主,而栖息地专性的宿主则更可能受到致命影响(Lips等人2003;Bielby等人2008;Murray和Skerratt 2012)。有人假设这些关系反映了多宿主病原体通过适应最丰富的宿主来最大化适应度的进化策略(Han等人2015)。在此基础上,理论认为直接效应(由宿主物种的感染引起)和间接效应(通过竞争介导)的结合可以产生新的相互作用,这些相互作用要么促进共存,要么加剧种群下降(Bowers和Turner 1997;Holt等人2003;Parris和Cornelius 2004;Bosch和Rincón 2008;Dunn等人2012;Sapsford等人2015)。这些竞争性相互作用,加上有利于Bd游动孢子在宿主和环境中持续存在的有利环境条件(Murray和Skerratt 2012;Murray等人2013),可能对疾病持续性和群落结构产生动态影响。在这里,我们旨在通过分析澳大利亚塔斯马尼亚温带地区两栖动物群落的长期数据来增进对Bd动态的理解。具体来说,我们研究了Bd如何通过物种间的易感性差异和潜在竞争(通过共享的微生境偏好)影响两栖动物群落的结构。我们的研究系统包括四种共存的两栖动物:树栖的棕色树蛙(Litoria ewingii)和塔斯马尼亚树蛙(Litoria burrowsae),以及地栖的普通蛙类(Crinia signifera)和塔斯马尼亚蛙类(Crinia tasmaniensis)。L. ewingii和L. burrowsae都是树栖物种,C. tasmaniensis和C. signifera也有相似的生活史特征;由于它们的栖息地偏好重叠并且行为特征相似(Littlejohn 2003),我们的研究假设这些物种的成年个体可能存在种间竞争。其中两种物种,L. burrowsae和C. tasmaniensis,在实验室试验中对Bd敏感,而L. ewingii和C. signifera则是广泛分布的物种并且是该病原体的宿主(Littlejohn 2003;Lauck等人2005;Philips等人2010;Voyles等人2014;Scheele, Hunter等人2017)。因此,我们预计在这些易感物种存在的地点,如果存在宿主并共享相同的微生境,它们的数量将会下降。通过利用长期的群落水平数据,我们为理解两栖动物群落中的多宿主病原体动态提供了背景信息。

**2 方法**

**2.1 研究区域和鸣叫调查**

研究地点位于澳大利亚最大的保护区之一——塔斯马尼亚荒野世界遗产区(Tasmanian Wilderness World Heritage Area, TWWHA),属于塔斯马尼亚自然资源与环境部(NRE Tas)的长期两栖动物监测计划的一部分(图1)。这些地点的选择基于其可访问性和之前记录的L. burrowsae存在情况。本研究包括两个地区的17个池塘地点:Lyell高速公路沿线有10个地点(西TWWHA;L1–L10),Strathgordon有7个地点(南TWWHA;S1–S7)。Lyell高速公路沿线的地点从2011年到2016年进行了采样,而Strathgordon的地点从2011年到2015年进行了采样。所有采样数据都在繁殖季节每年收集,这是使用鸣叫调查进行检测的最佳时间,通过捕捉两栖动物并擦拭其体表来检测Bd的存在。并不是所有地点每年都进行Bd调查,因此有些年份某个地点的状态是未知的(附录S1)。

两栖动物调查地点位于澳大利亚塔斯马尼亚的两个地区:Lyell高速公路区域(西部)和Strathgordon区域(南部),由红点标注。Lyell高速公路沿线有10个地点(L1–L10),Strathgordon有7个地点(S1–S7)。大多数地点位于塔斯马尼亚荒野世界遗产区(TWWHA)内,该区域用绿色标示。在大多数年份,至少测量了一次环境变量pH值和水温(°C),并在本研究中用于描述性分析。当记录水温(°C)和pH值时,每个池塘地点在捕捉两栖动物后的24小时内系统地测量三次。测量在水面下方进行,使用手持式数字便携式pH计和温度计进行,并在每次使用前进行消毒。现场鸣叫调查或自动录音单元用于评估群落组成(方法由Sinn和Philips 2014描述)。2011年和2012年进行了现场鸣叫调查,观察者在日落后至少30分钟 listened for 5分钟。从2013年开始,自动声学录音单元(Song Meter SM2)在日落后精确120分钟记录5分钟,并遵循相同的现场方法手动记录每个鸣叫调查中的物种存在情况(Sinn和Philips 2014)。2011年和2012年每个地点至少进行了三次现场鸣叫调查。为了确保如果某种物种存在,则有超过95%的概率被检测到,每年每个地点至少需要五次记录(Sinn和Philips 2014),从2013年起,每个地点平均每年进行六次鸣叫调查(附录S1)。对于分析,我们记录了一年内某个地点是否存在某种物种。对于站点级别的描述性结果,我们计算了所有年份中该物种出现在鸣叫调查中的比例。

**2.2 两栖动物皮肤擦拭**

擦拭是一种推荐的野外检测Bd的采样方法(Hyatt等人2007)。为了检测池塘地点中的Bd,首先捕捉蝌蚪和变态后的青蛙,然后进行擦拭。鸣叫调查要么在捕捉之前完成(2011–2012年),要么在捕捉和擦拭之外的夜晚进行(2013年及以后),以确保不对声学调查产生影响。对于蝌蚪的采样,每次调查随机捕捉20只或更多的Litoria spp.蝌蚪,并用无菌拭子擦拭其口器(Pauza等人2010)。在早期的调查中,除了擦拭青蛙外,还进行了蝌蚪的捕捉(直到2013年),而在后来的年份则更倾向于捕捉成年青蛙以检测Bd(2014年及以后)。两栖动物的擦拭采样使用了Hyatt等人(2007)和Sinn和Philips(2014)描述的标准Bd采样技术。在日落后2小时进行实地搜索青蛙(此时青蛙活动最活跃,因此最容易定位),持续1小时,直到所有个体都被捕获或当密度较高时捕获100只个体。青蛙在水边和池塘附近的植被中被捕获。每只青蛙都用干净的 vinyl 手套捕获,并单独放在灭菌的密封袋中,确保有足够的空气和水分直到处理。简而言之,在完成青蛙采集后,每只青蛙都会被擦拭以检测Bd的存在。为防止交叉污染,每次取样时都会更换新的手套。使用无菌拭子在每只青蛙的躯干腹部、前后腿内侧以及前后脚的趾垫上各擦拭五次(Hyatt等人,2007年)。调查完成后,青蛙被放归捕获地,并遵循生物安全程序以尽量减少Bd传播的风险(Sinn和Philips,2014年)。每个拭子样本在野外被放在冰面上,然后冷藏后送交实验室进行分析。即使储存时间较长,冷藏也不会影响Bd DNA的可检测性(Hyatt等人,2007年),本研究中的样本都在采集后一个月内进行了分析。样本在朗塞斯顿Mount Pleasant的NRE Tas动物健康实验室使用定量实时TaqMan聚合酶链反应(PCR)技术进行检测,方法参考了Hyatt等人的研究(2007年)。如果拭子样本中检出任何Bd DNA,无论是在混合样本中还是单独检测,都被视为阳性结果。

2016年,对于所有检测结果为阳性的青蛙,都单独量化了其Bd孢子数量,以确定平均Bd负荷量。

2.3 分析

在分析之前,我们评估了Bd感染状态、物种出现频率和环境因素之间的分布情况,以指导模型构建并避免参数过度拟合。这一评估通过列联表来确定具有有限独立变异的变量,并且为了避免模型估计不稳定和无法收敛,高度相关的预测因子不会被同时纳入同一个模型中。所有分析均在R v4.1.0软件中完成(R核心团队,2021年)。为了评估每年的采样工作是否足以在不同流行水平下检测到Bd,我们计算了达到95%置信度所需的最小可检测流行率(MDP),公式为:MDP = 1 – 0.05^(1/n),其中n是特定地点和年份采样的两栖动物数量。该公式量化了在给定采样努力下预期能够检测到Bd的流行率阈值。我们使用贝叶斯马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)混合效应模型(MCMCglmm包,Hadfield,2010年)来评估可能影响每种两栖动物在不同地点出现情况的社区和病原体因素。对于所有模型,响应变量是物种出现频率,定义为特定地点和年份中该物种的存在与否(0/1)。模型中包括了基于每个地点和年份的拭子样本的Bd存在/缺失情况,或者在检测到Bd的情况下,该地点持续为阳性状态作为固定效应。由于具有重叠栖息地和生命周期特征的物种可能会影响彼此的出现,我们在每个物种模型中还包括了同属物种作为固定效应(Littlejohn,2003年;附录S2)。我们还包含了Bd与宿主L. ewingii之间的交互作用项,以及Bd与宿主C. signifera之间的交互作用项。此外,区域(Lyell Highway或Strathgordon)也被作为固定效应纳入模型。随机效应包括地点(嵌套在区域内)和年份,以解释地点内和跨年份观测数据的不独立性。我们拟合了两个相关模型来探讨两栖动物群体中Bd的不同生态问题。主要模型在正文中呈现,另一个替代模型见附录S3。我们的主要模型检验了基于当年拭子结果的Bd存在与否与物种出现频率之间的关联,评估了Bd的存在是否影响了两栖动物的出现。这个模型仅限于进行Bd采样的地点和年份。第二个模型假设一旦检测到Bd,该地点就会持续保持阳性状态,用来检验主要模型结果对Bd持续存在的假设的稳健性。随机效应(地点、年份)的先验分布采用信息量较小的逆Wishart分布(V = 1,ν = 0.002),残差方差固定为1,这是分类响应模型所要求的。这种选择可以在估计小随机效应时最小化先验影响,同时有助于方差参数的混合和收敛(Hadfield,2010年)。模型运行了约13,000次迭代,前3000次被丢弃作为燃烧期,每10次迭代保留一次,最终得到约1000个后验分布样本。后验均值、95%置信区间和有效样本量被提取用于推断。地点和年份解释的方差比例是通过将随机效应的方差除以总方差(所有随机效应和残差方差之和)计算得出的。还检查了模型的收敛性(包括接受比率和迹图)。

3 结果

在各个池塘地点,冬季到早春(6月至9月)的平均水温为8°C(标准差±1.8°C),春季到初夏(10月至1月)升高至15°C(标准差±2.4°C)。在Lyell Highway地区,冬季到早春的平均水温为8°C(标准差±1.6°C),春季到初夏升高至15°C(标准差±3.4°C)。相比之下,Strathgordon地区的春季到初夏水温为17°C(标准差±2.0°C)。所有地点的平均pH值为5.0(标准差±1.0),Lyell Highway地区的平均pH值为4.8(标准差±0.9),Strathgordon地区的平均pH值为5.6(标准差±1.1)。各地区的地点pH值和月平均水温的总结表见附录S4。虽然存在差异,但2016年所有Bd阳性两栖动物的拭子样本中的孢子负荷量均低于10,000(附录S5)。采样工作在不同年份和地点之间差异较大。在一些调查中,特别是在2014年之后,只有五只或更少的变态后青蛙被采样,这限制了高Bd感染率(>40%–60%)的检测;而早期年份对蝌蚪的采样通常能检测到较低的感染率,因为样本量较大(附录S6)。因此,低样本量应被视为不确定的结果,而不是Bd确实不存在的证据。在物种层面,L. ewingii和C. tasmaniensis在所有地点都有记录,而L. burrowsae在大多数地点都有出现(88%),C. signifera的出现频率较低(65%)。在各个地点内,L. ewingii在74%到100%的调查中被持续记录,而在L. burrowsae出现的地点,其出现频率高达77%(图2)。相比之下,C. tasmaniensis在每个地点至少被检测到一次,但其时间变化较大,尤其是在Strathgordon地区(图2)。Crinia signifera在Lyell Highway地区几乎未被记录到,但在Strathgordon地区的地点有记录(图2)。

从2011年到2016年,每个地点每种塔斯马尼亚物种的呼叫调查被检测到的百分比。该百分比是根据该物种在该地点被检测到的调查比例得出的。x轴表示地区和地点,Lyell Highway地区的地点为L1–L10,Strathgordon地区的地点为S1–S7。标准误差条显示了该物种每年呼叫调查的检测变异性。在该图中,如果任何两栖动物拭子在多年中至少有一次qPCR检测结果为阳性,则该地点被分类为Bd阳性;如果从2011年到2016年始终检测结果为阴性,则该地点被分类为Bd阴性。在5年期间,有11个地点(65%)至少有一次记录到Bd(图2)。在Lyell Highway地区,10个地点中有7个地点记录到Bd;在Strathgordon地区,7个地点中有4个地点记录到Bd。在L. ewingii和C. tasmaniensis被记录到的65%的地点中,Bd也是阳性的(17个地点中的11个);而在L. burrowsae(15个地点中的11个)和C. signifera(11个地点中的8个)被记录到的地点中,也有73%的地点是Bd阳性的。主要模型和次要模型对每种物种得出了相似的结果(附录S3和S7)。在主要模型中,我们最初考虑了Bd感染状态与宿主物种L. ewingii之间的交互作用;但由于数据集中Bd出现与L. ewingii存在之间的强关联以及模型收敛性差,这个交互作用项无法估计,因此从模型中剔除。我们发现L. burrowsae的出现与共存物种(L. ewingii)的存在呈正相关(后验均值=45.10,95%置信区间:18.128–77.024,pMCMC=<0.001;图3)。随机效应表明,地点解释了L. burrowsae出现的大部分变异(后验均值方差=32.33,95%置信区间:1.293–81.81),占总方差的92%(95%置信区间:65%–99%)。年份对L. burrowsae出现的解释作用较小(后验均值=1.073,95%置信区间:<0.001–5.2),占总方差的3%(95%置信区间:0%–26%)。图中显示了四个两栖动物物种出现的预测模型,后验均值估计值及其95%置信区间。注意,不同模型的比例尺不同。C. tasmaniensis模型包括了交互作用项。由于L. burrowsae模型中L. ewingii与Bd感染状态之间的强关联和模型收敛性差,因此去除了L. ewingii与Bd感染状态之间的交互作用项。每个物种模型还包括了同属物种的出现作为协变量(例如,L. burrowsae MCMC模型中的L. ewingii出现)。我们发现L. ewingii的出现与多年间L. burrowsae的存在呈弱正相关(后验均值=6.8,95%置信区间:0.431–14.597,pMCMC=0.072)。所有其他固定效应的均值均接近零(图3)。随机效应表明,地点解释了L. ewingii出现的大部分变异(后验均值方差=1.484,95%置信区间:0%–79%)。年份对L. ewingii出现的解释作用较大(后验均值方差=34.82,95%置信区间:<0.001–138),占总方差的66%(95%置信区间:0%–99%)。地区对C. tasmaniensis的出现有显著的正向影响,个体在Lyell Highway地区的出现概率更高(后验均值=5.428,95%置信区间:0.162–12.029,pMCMC=0.026)。随机效应表明,地点解释了C. tasmaniensis出现的相当大一部分变异(后验均值方差=16.58,95%置信区间:0.005–52.27),占总方差的68%(95%置信区间:0%–99%)。年份对C. signifera出现的解释作用较小(后验均值方差=2.897,95%置信区间:<0.001–13.01),占总方差的12%(95%置信区间:0%–67%)。最后,C. signifera的出现与地区呈负相关,在Lyell Highway地区的出现概率低于Strathgordon地区(后验均值=?4.834,95%置信区间:?9.652–1.263,pMCMC=0.018)。我们发现C. signifera的出现与Bd的存在呈正相关(后验均值=2.879,95%置信区间:0.197–6.677,pMCMC=0.016)。随机效应表明,地点解释了C. signifera出现的一部分变异(后验均值方差=8.867,95%置信区间:<0.001–39.25),占总方差的18%(95%置信区间:0%–67%)。

4 讨论

很少有研究探讨了两栖动物群体中超过两个物种的壶菌病和差异敏感性(Parris和Beaudoin,2004年;Longo等人,2023年;Daversa等人,2022年,2025年)。为了填补这一空白,我们研究了Bd对由多个物种组成的野生两栖动物群体的影响,这些物种的敏感性各不相同,这可能导致竞争和病原体诱导的种群下降。尽管有证据表明该群体中的两个物种(L. burrowsae和C. tasmaniensis)容易受到壶菌病引起的死亡(Obendorf和Dalton,2006年;Voyles等人,2014年),但我们没有发现Bd或物种间相互作用对任何物种有明显影响,除了L. burrowsae和L. ewingii之间存在微弱的正相关。这些发现表明,这些看似易受影响的物种在自然条件下对Bd具有抵抗力(Scheele等人,2017年)。考虑到实验室实验显示L. burrowsae在Bd感染下有高死亡率(Voyles等人,2014年),未检测到病原体或竞争效应是出乎意料的。然而,这与Cashins等人的观察结果一致(2015年),他们发现L. burrowsae丰度高的地点更可能是Bd阴性的,尽管该物种在Bd阳性地点仍然存在。Crinia signifera在Lyell Highway地区很少被记录到;然而,在主要模型中与Bd的正相关表明,该物种可能不受病原体的负面影响,这与它在澳大利亚东部的广泛宿主角色一致(Hunter等人,2009年;Scheele等人,2017年)。虽然在C. signifera缺失的情况下C. tasmaniensis更为常见,但其出现似乎并未受到C. signifera的影响,也未受到病原体Bd与宿主之间相互作用的影响。L. ewingii在所有地点的广泛分布并不令人意外,这反映了它作为澳大利亚东南部广布物种的地位(Lauck等人,2005年;Obendorf和Dalton,2006年)。尽管我们的模型检测到有限的关联性,但这项研究为温带两栖动物群落动态提供了宝贵的见解,并揭示了这些群落为何能在Bd存在的情况下保持稳定的潜在原因。我们的结果表明,两栖动物对壶菌病的易感性(通常通过实验室测试确定)仅是导致疾病下降风险的一个因素(Sapsford等人,2015年;Savage等人,2015年;Nowakowski等人,2016年)。实验室实验为理解Bd对两栖动物的病理生理机制提供了重要基础,特别是对于那些分布受限或已经受到栖息地丧失或气候变化威胁的物种(Bielby等人,2008年;Carver等人,2010年;Voyles等人,2014年)。然而,易感性测试的一个关键局限性在于它们难以直接应用于自然环境中的疾病发展和结果(Kriger和Hero,2006年)。例如,实验室条件可能会给某些与壶菌病相互作用的物种带来压力,最终影响其生存能力,而在自然环境中,相同的Bd游动孢子负荷可能是亚致死的(Vredenburg等人,2010年;Rollins-Smith,2016年;Woodhams等人,2011年)。同样,实验室测试中使用的Bd游动孢子剂量通常远高于两栖动物在野外可能遇到的剂量(Vredenburg等人,2010年)(Kriger和Hero,2006年;Savage等人,2015年)。Shaw等人(2010年)和Ohmer等人(2013年)对L. ewingii的研究很好地说明了这一点。这两项研究都报告说,在实验室条件下,当暴露于高剂量的非本地Bd菌株游动孢子时,L. ewingii对壶菌病高度敏感。值得注意的是,Ohmer等人(2013年)还记录到野外采集的L. ewingii虽然被Bd感染但无症状,这一观察结果在其他研究中也得到了支持(Obendorf和Dalton,2006年;Phillips等人,2010年)。壶菌病的发展、野外大规模死亡以及两栖动物种群的迅速减少通常与皮肤上的Bd负荷超过大约10,000个游动孢子等效值的个体相关(Vredenburg等人,2010年;Voyles等人,2012年)。低于此阈值的游动孢子负荷通常被认为是亚致死的感染,因此不会导致死亡。在我们的2016年数据中,同一种群中Bd阳性的个体之间的游动孢子负荷存在差异,但所有情况都表明感染都是亚致死的。目前尚不清楚这些感染负荷是否在调查年份中一直保持较低水平,还是仅仅是因为携带致命负荷的个体未被检测到。尽管如此,游动孢子负荷可能与其他几个因素一起解释了为什么该系统中易感物种似乎未受到疾病协变量的显著影响。因此,个体间的低感染强度也可能反映了池塘中Bd的数量较低(Chestnut等人,2014年;Chew等人,2024年),据估计该系统中Bd的流行率约为16%(Pauza等人,2010年)。总体而言,这些模式表明本研究中的两栖动物群落可能经常经历亚致死感染负荷和低流行率。环境机制可能在塑造塔斯马尼亚两栖动物群落中的Bd动态方面起着比之前预期的更大作用。Savage等人(2015年)质疑了普遍适用的游动孢子阈值,认为它可能仅适用于某些物种,并且环境条件(无论游动孢子负荷如何)对Bd感染的程度有更大的相对影响。在实验室环境中,Bd的生长温度范围为4°C至25°C,最佳生长温度为17°C至25°C,这表明温度是影响Bd生态的重要因素(Berger等人,2004年;Piotrowski等人,2004年)。季节性感染模式已被广泛记录,许多研究指出在温度处于病原体生长和存活最佳范围内的较凉爽月份影响最大(Berger等人,2004年;Piotrowski等人,2004年;Blaustein等人,2012年;Murray等人,2013年;Phillott等人,2013年;Brannelly等人,2019年;Wilber等人,2022年)。相比之下,在温带地区,Bd的生长可能在其生长最佳温度的较温暖月份达到最佳状态,这与两栖动物繁殖季节的结束时间相吻合。在本研究区域,夏季的环境温度(Lyell Highway:5°C–19.4°C,1900–2016年;Strathgordon:8.3°C–19.8°C,1969–2015年;澳大利亚气象局)和晚春至初夏的平均池塘温度(15°C–17°C)有利于Bd的生长,而冬季的空气温度(Lyell Highway:0°C–8.2°C,1989–2016年;Strathgordon:3°C–10.1°C,1969–2015年;澳大利亚气象局)和平均池塘日温度(8°C)则不利于病原体的发展(Piotrowski等人,2004年)。因此,Bd可能在繁殖季节初期受到抑制,相关的壶菌病死亡事件则可能发生在夏季后期,超出了通常的监测时间范围。此外,提出的环境耐受框架(Nowakowski等人,2016年)表明,适应非最佳Bd条件的宿主更有可能存活并避免严重病理。这与上述温度与繁殖季节之间的关系一致,强调了热环境在塑造两栖动物群落疾病动态中的作用(Pounds等人,2006年;Hawley和Altizer,2011年;Savage等人,2015年;Nowakowski等人,2016年;Sonn等人,2020年;Waddle等人,2024年)。由于温度同时影响宿主体温和环境对Bd的适宜性,塔斯马尼亚两栖动物的低温生理特性可能在一年中的大部分时间限制了Bd的生长,从而导致低感染率和明显的种群下降缺席。其他因素也可能很重要。例如,池塘的pH值可能限制Bd的生长,因为TWWHA的大部分区域天然呈酸性(pH值约为5),超出了Bd的最佳生长范围(pH值6–7),从而减少了游动孢子的存活率、宿主体上的游动孢子负荷和感染流行率(Piotrowski等人,2004年;Pauza等人,2010年;Blaustein等人,2012年;Chestnut等人,2014年;Simpkins等人,2017年)。此外,宿主行为也可能起作用,如L. burrowsae和L. ewingii等树栖物种大部分时间都在水面以上活动,减少了与水生物种相比的自由生活的Bd的接触(Burrowes等人,2017年;Brannelly等人,2021年)。总体而言,低温、酸性池塘和行为差异的相互作用可能限制了Bd的生长,减少了游动孢子负荷,导致易感物种的亚致死效应,而没有引发明显的种群下降。尽管由宿主传播的Bd已与近五分之一的澳大利亚蛙类物种的灭绝或减少有关,但澳大利亚的温带蛙类并不总是表现出由Bd引起的突然下降(Scheele、Skerrett等人,2017年)。许多温带物种通过减少暴露或缓解感染的机制存活下来。例如,在寒冷的冬季气候中生存的物种可能会在陆地过冬或利用树栖微生境,减少与水生游动孢子的接触,从而减缓传播(Burrowes等人,2017年;Scheele、Skerrett等人,2017年)。其他多样化的机制包括行为上的避免(McMahon等人,2014年)、可能的自我治疗(Shaw等人,2010年)、两栖动物皮肤上微生物群落结构的变化(Woodhams等人,2006年;Bletz等人,2017年)以及先天或适应性免疫反应(McMahon等人,2014年;Knapp等人,2016年)。热不匹配框架和Bd适宜性模型进一步表明,适应非最佳Bd条件的宿主更有可能存活并避免严重病理(Murray等人,2013年;Nowakowski等人,2016年;Carvalho等人,2024年;Thumsová等人,2025年)。例如,水体物理特性(如盐度升高)已被证明可以降低澳大利亚东南部L. raniformis中的Bd流行率(Heard等人,2014年,2015年)。这些机制共同解释了为什么许多易感温带物种能够维持低而通常是亚致死的感染负荷,表现出稳定的或逐渐的种群变化,并显示出空间上的Bd流行率差异。然而,在解释结果时需要谨慎,因为下降可能是缓慢的、季节性掩盖的,或随着气候向有利于Bd的条件转变而出现(Voyles等人,2012年;Scheele、Skerrett等人,2017年;Scheele等人,2019年;Wilber等人,2022年)。此外,这里未直接测量的变化(如种群年龄结构的变化或人口统计的变化)可能已经发生(Scheele等人,2015年,2016年)。例如,高成人死亡率可能由于幼体的高补充率而被部分抵消(Phillott等人,2013年),使得种群即使在季节性死亡后也能短期持续存在。这项研究为Bd是否影响温带地区多宿主两栖动物群落提供了宝贵的见解。我们认为,实验室试验与自然结果之间的差异可能反映了环境条件的影响;特别是低温、酸性鞣酸丰富的水质和陆地行为共同限制了Bd的生长,减少了游动孢子的存活率,减轻了易感物种的负担。从这个意义上说,TWWHA可能作为一个受感染的避难所,其中亚致死感染持续存在,但下降尚未明显(Puschendorf等人,2009年;Skerrett等人,2016年;Heard等人,2015年;Cohen等人,2017年;K?rvemo等人,2018年)。然而,在塔斯马尼亚首次检测到Bd之前(2004年)进行的调查有限,这意味着病原体可能早在几年前就已经存在,并在调查开始时就已经在当地流行(Phillips等人,2012年;Cashins等人,2015年)。当从叫声调查中评估种群数量时,进一步的复杂性会出现,因为即使种群数量已经下降,某些物种仍可能存在于该地点。因此,检测Bd对两栖动物种群的影响可能很困难(Puschendorf等人,2009年),这是澳大利亚乃至全球许多两栖动物种群面临的共同挑战(Lips等人,2006年;Phillips等人,2012年)。这一挑战因预期的Bd流行率较低(约16%;Pauza等人,2010年)以及在样本量较小的年份或地点检测能力有限而变得更加复杂。因此,未来的研究应重点增加采样和检测工作,以可靠地估计感染状况并区分低流行率和真正的病原体缺失。未来的研究应关注游动孢子负荷和环境变量(如pH值和水温)及其对群落内Bd的额外影响。我们的发现表明,未来的变暖可能会使Bd的动态向病原体的最佳生长温度迁移,增加疫情风险并削弱当前环境条件的缓冲作用(Pounds等人,2006年;Bosch等人,2007年;McMenamin等人,2008年;Blaustein等人,2012年;Rollins-Smith,2016年;Cohen等人,2017年,2020年)。因此,虽然我们的结果表明塔斯马尼亚两栖动物具有相对的抵抗力,但这种稳定性可能是暂时的。长期监测,结合野外实验和病原体持续性的群落背景研究,对于预测气候变化、制定保护策略和保护当地两栖动物物种(如L. burrowsae)至关重要。

作者贡献:
Elise Ringwaldt:概念化(平等参与)、数据管理(平等参与)、正式分析(主导)、项目管理(平等参与)、写作——初稿(主导)、写作——审阅和编辑(平等参与)。
Shannon Troy:概念化(平等参与)、数据管理(平等参与)、正式分析(平等参与)、项目管理(平等参与)、监督(平等参与)、写作——审阅和编辑(平等参与)。
Annie Philips:概念化(平等参与)、数据管理(平等参与)、资金获取(平等参与)、项目管理(平等参与)、写作——审阅和编辑(平等参与)。
Scott Carver:概念化(平等参与)、数据管理(平等参与)、正式分析(平等参与)、资金获取(平等参与)、项目管理(平等参与)、监督(平等参与)、写作——审阅和编辑(平等参与)。

致谢:
本研究获得了塔斯马尼亚大学动物伦理委员会(批准编号A0015631)和塔斯马尼亚自然资源与环境部(NRE Tas,前身为DPIPWE)(许可证编号FA 16093)的批准。本项目由NRE Tas提供资金支持(S.C.),以及塔斯马尼亚政府野生动物保护奖学金(NRE Tas和塔斯马尼亚大学)(E.R.)。我们感谢塔斯马尼亚公园和野生动物部门为野外工作提供的便利;Barry Brook在分析方向上的指导;NRE Tas的生物学家Michael Driessen、Sophia Callendar、Scott Cashins、David Sinn、David Wilson、Jamie Voyles;志愿者在数据收集方面的支持;以及NRE Tas Mt. Pleasant动物健康实验室塔斯马尼亚分部的Teresa Wilson和Marianne Douglas在PCR分析方面的帮助。开放获取出版由塔斯马尼亚大学通过Wiley - 塔斯马尼亚大学协议与澳新拉兹利亚大学图书馆委员会的合作促成。
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