全球變暖事件的規模和嚴重程度都在增加,威脅著全球許多生態系統。隨著全球氣溫的持續攀升,寄生蟲和疾病的關係、流行和傳播也增加了不確定性。
華盛頓大學最近的一項研究探索了寄生菌對氣候變化的反應方式,為研究人員提供了疾病傳播的新視角。這篇論文發表在5月份的《生態學與進化趨勢》上。
本文在前人研究的基礎上,增加了近20年來有價值的新證據,建立了一個顯示氣候波動下寄生蟲與宿主關係的框架。傳統上,與氣候相關的研究是在長時間尺度上進行的,然而這種獨特的方法研究了日益頻繁的「脈衝升溫」事件如何改變寄生蟲的傳播。
美國華盛頓大學水產與漁業科學學院博士後研究員、主要作者丹尼爾·克拉爾說:「關於生物和生態系統如何應對氣候變化的大部分已知信息都集中在逐漸變暖上。」。「氣候變化不僅會隨著時間的推移逐漸變暖,還會增加極端事件的頻率和程度,如熱浪。」
克拉爾解釋說,逐漸變暖和脈衝變暖都會影響生態系統,但影響方式不同。生物也許能夠適應並跟上逐漸變暖的步伐,但一個急性脈衝事件可能會產生突然而深刻的影響。
2013-2015年的「blob」是一個極端熱脈衝事件,與美國和加拿大太平洋沿岸的海星大量死亡有關。許多種類的海星,包括大型向日葵海星,都因一種突然流行的消瘦病而死亡。五年後,該地區的人口仍在努力恢復。據認為,與該團塊相關的異常溫暖的海水有利於海星相關的濃核病毒的傳播,而濃核病毒是該疾病的可能病因。
作者將這些海洋疾病的流行率與漲潮、退潮或海嘯相比較。疾病傳播可以隨著逐漸變暖或一系列的脈衝變暖事件而上升或下降。然而,一次嚴重的脈衝增溫事件可能導致海嘯,「引發洪水或乾旱的疾病」,正如太平洋西北部的海星觀測到的那樣。
然而,並非所有的脈衝熱事件都會引起相同的響應。對一個系統中的特定寄生蟲或宿主有益的東西對另一個系統可能有害。變暖可以改變寄生蟲的生命周期,限制合適的寄主種類範圍,甚至損害寄主的免疫反應。一些以野生動物和人類為目標的扁蟲不能在溫暖的水域中存活很長時間,從而減少了它們感染宿主的窗口。美國華盛頓大學最近的另一項研究顯示,在壽司中常見的寄生蟲數量在過去40年中增加了283倍,但熱脈衝事件與其數量之間的關係尚不清楚。
克拉爾說:「宿主、寄生蟲和它們相應的群落之間的關係是複雜的,取決於許多因素,因此結果很難預測。」他建議研究人員根據各自系統的具體情況進行預測。
作者的結論是,與其簡單的潮汐預測,他們更希望脈衝變暖會導致「波濤洶湧的海洋中偶爾出現流氓波」
克萊爾說:「重要的是,我們能夠理解和預測寄生和疾病如何應對氣候變化,以便我們能夠準備和減輕對人類和野生動物健康的潛在影響。」。
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參考文獻:《變暖世界中的脈衝熱應激和寄生》,生態學和進化趨勢。
這篇論文的合著者是切爾西伍德,華盛頓大學水和漁業科學助理教授。
這項研究得到了美國國家海洋和大氣管理局氣候與全球變化博士後獎學金項目的支持,該項目由美國國家科學基金會地球系統科學促進合作項目(CPAES)、阿爾弗雷德·斯隆基金會的斯隆研究獎學金管理;華盛頓大學校長創新命令頒發的華盛頓大學創新獎;以及華盛頓大學特許權研究基金獎。