Осадки и хищники могут быть ключевыми факторами в экологической регуляции инфекционных заболеваний

Новое исследование под руководством Джона Оррока из Университета Висконсин-Мэдисон показывает, что даже небольшой объем информации может существенно продвинуть понимание инфекционных заболеваний, переносимых грызунами.

Ученые изучали популяции диких оленьих хомячков на островах Чаннел у южного побережья Калифорнии, которые являются носителями варианта хантавируса под названием вирус Син Номбре. В исследовании, опубликованном в майском номере журнала American Naturalist, показано, что всего три экологических фактора — количество осадков, разнообразие хищников, а также размер и форма острова — могут объяснить почти все различия в уровнях заражения на восьми островах.

Исследование также предоставляет одни из первых доказательств в поддержку недавней гипотезы о том, что хищники играют важную экологическую роль в регуляции заболеваний, иногда известную как гипотеза «хищники полезны для вашего здоровья».

У людей вирус Син Номбре вызывает хантавирусный кардиопульмональный синдром — тяжелое и часто смертельное заболевание. Вспышка этого вируса в 1993 году в районе Фоур-Корнерс на юго-западе США унесла несколько жизней и привлекла национальное внимание к болезни. Понимание факторов, контролирующих распространение таких вирусов в популяциях хозяев, имеет решающее значение для оценки рисков зоонозных заболеваний.

Популяции мышей на островах Чаннел демонстрируют одни из самых высоких показателей заражения вирусом Син Номбре из когда-либо зарегистрированных. Это, в сочетании с изоляцией и хорошо изученными пищевыми цепями островов, делает их удобной системой для изучения экологических факторов, влияющих на присутствие вируса.

Работая с Брайаном Алланом из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и Чарльзом Дростом из Юго-Западного центра биологических наук Геологической службы США, Оррок проанализировал существующий набор данных, собранный на островах Чаннел вскоре после вспышки в Фоур-Корнерс, чтобы выявить взаимосвязи между биологическими и физическими характеристиками островов и распространенностью вируса Син Номбре на каждом из восьми островов.

Исследователи обнаружили, что 79% вариаций в распространенности заболевания между островами можно объяснить одним фактором — среднегодовым количеством осадков. Добавление физических характеристик островов и количества видов хищников позволило объяснить 98% вариаций. Более высокие уровни инфицирования среди оленьих хомячков были тесно связаны с большим количеством осадков, большей площадью острова и меньшим разнообразием видов хищников.

Сильное влияние уровня осадков подчеркивает потенциальную связь между изменением климатических режимов и здоровьем человека. Результаты также позволяют предположить, что более разнообразные популяции хищников могут помочь сдерживать зоонозные заболевания. Это важный урок, поскольку крупные хищники, такие как волки и медведи, все чаще исчезают из экосистем из-за потери среды обитания и конфликтов с человеком.

Авторы отмечают, что будущие исследования должны использовать экспериментальные методы и изучать более крупные системы, чтобы оценить универсальность наблюдаемых закономерностей. Тем не менее, сила выявленных на островах Чаннел взаимосвязей поразительна.

«Удивительно, насколько тесной является эта взаимосвязь, — говорит Оррок. — В экологии редко можно найти одну переменную, которая объясняла бы 79% вариаций в чем бы то ни было. Тот факт, что здесь это делают осадки, а добавление влияния разнообразия хищников и характеристик островов объясняет почти все вариации в распространенности болезни на этих восьми островах, говорит о том, что мы приближаемся к пониманию некоторых фундаментальных экологических принципов».