《Ecosphere》:White-nose syndrome suitability of Mexican Sierra Madre Oriental karst to sustain Pseudogymnoascus destructans fungus
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白鼻综合征(WNS)由新兴真菌病原体Pseudogymnoascus destructans引起,自2006年首次被描述以来,已导致北美蝙蝠种群急剧下降。尽管先前认为该疾病仅威胁在高纬度地区长期在凉爽气候中冬眠的蝙蝠种群,但最近美国德克萨斯州和墨西哥南部瓦哈卡
白鼻综合征(WNS)由新兴真菌病原体Pseudogymnoascus destructans引起,自2006年首次被描述以来,已导致北美蝙蝠种群急剧下降。尽管先前认为该疾病仅威胁在高纬度地区长期在凉爽气候中冬眠的蝙蝠种群,但最近美国德克萨斯州和墨西哥南部瓦哈卡州的蝙蝠死亡报告表明,较温暖地区的蝙蝠种群也易受WNS影响,对墨西哥生态和农业上重要的蝙蝠构成风险。P. destructans可在特定微气候条件下在洞穴基质上持续存在,即使没有宿主。因此,并非始终用作冬眠场所的洞穴仍可能成为病原体传播的储库。研究人员的目的是评估墨西哥北部喀斯特系统内选定洞穴的微气候适宜性,以表征该地区维持P. destructans充分生长的能力,以及墨西哥洞穴作为该病原体传播源的能力。研究人员测量了墨西哥东马德雷山脉地区10个洞穴的内部温度,并将月平均温度与外部地表变量(海拔、纬度、月平均地表温度)相关联,以预测该地区周围喀斯特系统中已知洞穴的内部温度。随后,研究人员根据已知的真菌与洞穴温度关系,评估了这些洞穴系统中P. destructans的潜在适宜性。结果表明,东马德雷山脉地区的洞穴可能能够维持支持P. destructans生长的内部微气候,该山脉的西脊包含高密度洞穴,特别适合真菌生长。研究结果表明,东马德雷山脉地区是监测P. destructans和WNS在墨西哥传播的重要区域。
**论文解读:墨西哥东马德雷山脉喀斯特系统中白鼻综合征的微气候适宜性**
**研究背景与问题**
白鼻综合征(WNS)由新兴真菌病原体Pseudogymnoascus destructans(以下简称Pd)引起,自2006年首次在北美记录以来,已导致多种冬眠蝙蝠种群急剧下降。该疾病最初被认为仅威胁高纬度寒冷地区的冬眠蝙蝠,但近期在美国德克萨斯州和墨西哥南部瓦哈卡州的蝙蝠死亡事件表明,温暖地区的蝙蝠同样面临风险。Pd能在特定微气候条件下在洞穴基质中持久存活,即使无宿主存在,这意味着非典型冬眠洞穴也可能成为病原体储库。墨西哥拥有138种蝙蝠,其中一半为洞穴栖息种,且许多物种提供关键的生态服务(如传粉、害虫控制)。若Pd扩散至墨西哥喀斯特系统,将对生物多样性和农业经济(如龙舌兰授粉)构成严重威胁。然而,此前研究多聚焦于北美北部,对墨西哥洞穴微气候是否支持Pd生长缺乏精细评估。因此,研究人员旨在评估墨西哥北部喀斯特系统内洞穴的微气候适宜性,以表征该地区维持Pd生长并作为传播源的能力。
**研究内容与结论**
研究人员在墨西哥东马德雷山脉(Sierra Madre Oriental)的10个洞穴中于2019年1至12月测量了内部温度,结合外部地表变量(海拔、纬度、月均地表温度)建立广义线性模型,预测了该区域50公里缓冲区内2032个已知洞穴的内部温度。随后利用Pd的温度依赖性生长热性能方程(Verant et al., 2012),将预测温度转换为适宜性得分(0为不适宜,1为最优)。结果表明:海拔和纬度是预测洞穴内部温度的最重要变量(海拔β=?0.14,p<0.001;纬度β=?0.11,p<0.001),外部温度影响不显著;约38.8%的已知洞穴具有较高的生长适宜性(得分>0.65),其中西脊区域洞穴密度高且特别适合Pd生长;适宜性模型中,海拔和纬度具有强正效应(β=2.38和2.26),外部温度具弱负效应(β=?0.15)。论文发表在《Ecosphere》。这一结论提示东马德雷山脉是监测Pd与WNS传播的关键区域,尤其是其西脊,可能作为真菌向南扩散的“踏脚石”,威胁墨西哥乃至中南美洲的蝙蝠多样性。
**主要技术方法**
研究未涉及试剂或具体培养操作。关键方法包括:在墨西哥东马德雷山脉6个州的10个洞穴中部署EasyLog EL-USB-2数据记录器,记录每小时温度与相对湿度(湿度全年饱和,未用于分析)。外部数据来自NASA地球观测月均地表温度栅格和30米分辨率数字高程模型(DEM)。采用广义线性模型(高斯分布,log链接)将月均内部温度作为纬度、海拔和月均地表温度的函数(所有协变量缩放并中心化)。利用拟合模型预测2032个已知洞穴(50公里缓冲区)的月均内部温度。再根据Verant et al. (2012)的热性能方程将温度转换为Pd生长速率(cm2 h?1)并标准化为适宜性得分(0-1)。最后用广义线性混合模型(二项分布,以洞穴位置为随机效应)分析表面条件与适宜性的关系。
**研究结果**
**内部温度测量与模型**
10个洞穴的海拔范围267–2522米,纬度22.65°–28.27°N。月均内部温度10.65–27.77°C(均值19.75°C)。内部温度与外部温度呈中度正相关(R2=0.39),与海拔和纬度呈强负相关(R2=?0.71和?0.46)。模型解释超过75%的变异性,海拔和纬度显著预测内部温度(p<0.001),外部温度不显著(p=0.06)。
**适宜性预测**
10个洞穴的Pd生长速率0.00–1.30 cm2 h?1,适宜性0–1.00(均值0.36);2032个已知洞穴的适宜性0–1.00(均值0.50)。约38.80%的已知洞穴具有合理生长条件(适宜性>0.65),15.83%具有良好条件(适宜性>0.89)。适宜性模型中,海拔和纬度具有强正效应(β=2.38和2.26,p<0.001),外部温度具负效应(β=?0.15,p<0.001);条件R2=0.99,边际R2=0.74。
**讨论与结论**
讨论部分指出,研究结果与北美北部先前研究不同,海拔和纬度而非外部温度是墨西哥喀斯特内部温度的关键驱动因素,这归因于该区域地形起伏大导致的气候分异。研究区域西脊的高适宜性洞穴与南部更远的蝙蝠冬眠场所在海拔和纬度上重叠,提示Pd可能沿迁徙路线(如Tadarida brasiliensis)扩散至重要冬眠地。考虑到Pd在瓦哈卡(约17°N)已被检测到(Medina-Cruz et al., 2025),且菌株耐热性上限可达28°C(高于此前20°C),研究结果可能低估实际风险。此外,高适宜性区域支持重要传粉蝙蝠如Leptonycteris nivalis和Choeronycteris mexicana的迁徙与栖息,这些物种对龙舌兰产业(价值近6亿美元)至关重要。研究局限性在于洞穴样本量较小,且模型假设静态微气候,未考虑洞穴特定特征(如气流、入口形状)。结论翻译:总体而言,热微气候是景观尺度上建模Pd适宜性的重要预测因子。该模型为阻止Pd在墨西哥的传播提供了洞见;野生动物疾病管理策略的成功高度依赖于财务和技术资源的有效分配,该建模方法可应用于精准投入资源的重点区域。