Экологи создали основу для прогнозирования новых инфекционных заболеваний

Экологи из Университета Джорджии возглавляют глобальные усилия по прогнозированию мест, где могут появиться новые инфекционные заболевания. В статье, опубликованной в Ecology Letters, они описывают, как макроэкология — изучение экологических закономерностей и процессов в широких масштабах времени и пространства — может дать ценную информацию о болезнях.

«Применение инструментов и подходов макроэкологии может углубить наше понимание экологии болезней и крупномасштабных закономерностей их разнообразия, — сказал ведущий автор исследования Патрик Р. Стивенс. — Оно также может сделать то, что не могут другие существующие широко распространенные подходы: помочь нам предсказать, откуда могут появиться новые неизвестные болезни».

Необходимость делать такие прогнозы становится все более насущной.

Инфекционные заболевания ежегодно уносят около 9,6 миллионов жизней. Примерно 60% этих болезней происходят от диких животных, прежде чем перейти к людям. Рост численности населения, вторжение в районы обитания дикой природы и увеличение международной торговли и путешествий повышают шансы на появление и распространение новых заболеваний.

В статье рассматриваются исследования в относительно новой дисциплине макроэкологии, охватываются важные открытия и достижения в вычислительных и статистических методах, а также объясняется, как макроэкологические подходы могут информировать инициативы в области здоровья человека и охраны природы.

Макроэкология использует передовые вычислительные методы для поиска закономерностей в огромных наборах данных. Применяемый к экологии болезней, такой анализ помогает ученым понять взаимосвязи между паразитами, хозяевами и их средой обитания.

Один из таких проектов, упомянутых Стивенсом, сочетает изучение факторов, позволяющих диким видам-хозяевам делиться паразитами, с анализом разнообразия приматов.

«Один из основных выводов заключается в том, что близкородственные виды, как правило, имеют много общих болезней, — сказал Стивенс. — Сочетание данных о разнообразии приматов с информацией о том, какие из этих приматов более тесно связаны с людьми, дает карту районов, где может существовать высокий риск перехода новой инфекционной болезни от приматов к человеку».

Это и другие исследования указывают на еще одно преимущество макроэкологического подхода.

«Чтобы понять, что происходит с болезнями в целом, необходимо интегрировать понимание здоровья человека, животных и окружающей среды, — сказал Стивенс. — Нельзя рассматривать болезни человека в полной изоляции от болезней дикой природы, а болезни дикой природы — в полной изоляции от того, что происходит с окружающей средой, потому что часто эти болезни связаны с деградацией окружающей среды. Макроэкология дает много важных идей для этого, а также для сохранения исчезающих видов».

Статья является результатом работы научно-координационной сети, поддержанной совместным пятилетним грантом от Национального научного фонда, Национальных институтов здравоохранения и Министерства сельского хозяйства США Университету Джорджии (грант № DEB 1316223). Под руководством Стивенса сеть собирает рабочие группы, которые периодически встречаются в университете.

«Важно в этой научно-координационной сети не только то, что в ней участвуют одни из самых выдающихся макроэкологов и экологов болезней в мире, но и то, что мы объединяем экспертов из многих разных дисциплин — от статистических методов до филогенетических сравнительных методов, — сказал Стивенс. — Это позволяет нам браться за проекты, которые, я думаю, никто из нас не смог бы выполнить в одиночку».

Эти проекты включают изучение закономерностей совпадения болезней у диких копытных, того, как смещение ареалов видов в ответ на изменение климата повлияет на обмен паразитами, и анализ биологических черт видов-хозяев, наиболее важных в сетях «хозяин-паразит».

«Для охраны природы, здоровья человека и сельского хозяйства понимание того, как болезни передаются между видами, а также где и когда могут появиться новые болезни, — все это действительно важные вопросы, — сказал Стивенс. — Макроэкология не может сказать нам точно, что произойдет, но это действительно лучший подход, который у нас есть, чтобы выяснить, что более или менее вероятно произойдет в отношении возникновения болезней, их глобализации, сокращения популяций и вымирания видов, вызванных болезнями».