Моделирование динамики миграции животных и паразитарной инфекции
Миграция — механизм выживания для многих видов. Животные перемещаются в поисках пищи, для размножения, снижения конкуренции, спасения от хищников или зимних условий.
Мигрирующее животное, будь то млекопитающее, птица, рыба или насекомое, подвергается воздействию паразитов в местах обитания на своём пути, но также использует стратегии для снижения заражения себя и своих сородичей.
Чтобы выявить динамику паразитарной инфекции и миграции, профессор Сандра Биннинг из Университета Монреаля и её коллега Эллисон Шоу из Университета Миннесоты проанализировали эмпирические исследования и создали модель для понимания процесса.
Миграция в упадке
Разнообразие и сложность миграционного поведения, а также его жизненно важная роль в экологии и выживании многих видов хорошо изучены. Однако миграция животных сейчас сокращается по всему миру из-за изменения климата и разрушения природных сред, что изменило подход к её изучению.
Разная интенсивность паразитарной инвазии
За последние 10 лет Биннинг и Шоу разработали ряд теорий о влиянии паразитов на миграцию и о миграционном восстановлении, когда миграция помогает животным восстановиться после заражения.
Их обзор литературы, выполненный при участии аспирантки Мари Леве и опубликованный в Ecology Letters, позволил сделать несколько наблюдений:
- Большинство исследований миграции фокусируются на конечной точке (размножение, зимовка), пренебрегая этапами пути, которые важны для динамики заражения.
- Результаты сильно разнятся: у мигрантов может быть как более высокая, так и более низкая интенсивность заражения по сравнению с немигрирующими особями того же вида.
- Интенсивность заражения может как увеличиваться, так и уменьшаться в ходе миграции.
Типы миграционного поведения
Обзор выявил разнообразие миграционных поведений, связанных с паразитами, которые можно разделить на три основные категории:
- Миграционное восстановление — животное мигрирует, чтобы восстановиться после инфекции.
- Миграционное бегство — животное мигрирует, чтобы покинуть заражённую среду (например, олени летом перемещаются на север или в горы, спасаясь от клещей).
- Миграционная выбраковка — животное настолько заражено, что не может достичь пункта назначения, что предотвращает заражение других особей.
Также был выявлен таксономический перекос в исследованиях: млекопитающие и птицы представлены чрезмерно по сравнению с рыбами, рептилиями и насекомыми, которые мигрируют в гораздо больших количествах, но чьё поведение мало изучено (за исключением бабочек-монархов).
Предиктивная модель для понимания нарушений миграции
Исследователи разработали унифицированную эволюционную модель на основе данных обзора литературы. Эта модель сочетает математику и биологию, используя комплексный экологический подход, учитывающий пройденное расстояние, интенсивность паразитарной инфекции во время миграции и количество особей, которые не мигрируют.
Модель, отражающая сложность паттернов движения у разных мигрирующих видов, будет полезна учёным для более быстрого прогнозирования изменений в перемещениях, заболеваниях и условиях окружающей среды.