根據(jù)佐治亞大學(xué)的最新研究，受寄生蟲感染的生物體對(duì)溫度變化的反應(yīng)可能與未受感染的生物體不同。對(duì)美國東南沿海水域寄主寄生蟲系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)，僅僅2攝氏度的升高就足以導(dǎo)致寄生蟲在當(dāng)?shù)厮劳觯驗(yàn)槭芨腥镜乃拗鳠o法在較高溫度下存活。

主要作者Alyssa Gehman說：“大多數(shù)生物體都被一些寄生蟲感染，而且很多人群的感染率很高 - 在這個(gè)系統(tǒng)中，高達(dá)30%到40%。”“當(dāng)大部分人口對(duì)溫度有不同的反應(yīng)時(shí)，它會(huì)影響整個(gè)人群的反應(yīng)。因此，如果我們想要預(yù)測生物體如何應(yīng)對(duì)環(huán)境變化，我們需要能夠預(yù)測如何受感染的生物會(huì)做出反應(yīng)。

該研究報(bào)告“主持人和寄生蟲熱生態(tài)學(xué)聯(lián)合確定氣候變暖對(duì)流行病動(dòng)態(tài)的影響”，載于“美國國家科學(xué)院院刊”。

該研究的重點(diǎn)是生活在佐治亞州薩凡納附近牡蠣礁上的平背泥蟹群以及感染它們的侵入性寄生蟲。泥蟹是從馬薩諸塞州到德克薩斯州的常見物種。這種寄生蟲是墨西哥灣的一種藤壺，現(xiàn)在沿著大西洋沿岸從佛羅里達(dá)州到長島海峽。它閹割宿主并開發(fā)出一種產(chǎn)生寄生蟲后代的外部生殖器官。它們作為自由游動(dòng)的幼蟲被釋放到水中，尋找新的未感染的螃蟹作為宿主。

Gehman，當(dāng)時(shí)Wormsloe環(huán)境歷史研究員和Odum生態(tài)學(xué)院的博士生正在研究這個(gè)寄主 - 寄生蟲系統(tǒng)的一個(gè)不同的研究問題，當(dāng)時(shí)她注意到受感染的螃蟹在夏末大量死亡。

由于夏季死亡率高，Gehman與Odum學(xué)校教授Jeb Byers合作設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，以確定寄生蟲和螃蟹在疾病周期不同階段的溫度范圍：未感染，暴露(由寄生蟲但尚未產(chǎn)生寄生蟲后代)和感染(積極產(chǎn)生寄生蟲后代)。她還尋找螃蟹存活和寄生蟲繁殖成功的最佳溫度。

在薩瓦納的UGA Skidaway海洋研究所工作，Gehman能夠在研究生物的自然棲息地附近進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。她在當(dāng)?shù)啬迪牻傅娜齻€(gè)疾病階段收集了螃蟹，并在8個(gè)月的時(shí)間內(nèi)對(duì)它們進(jìn)行了不同的溫度處理，這些溫度處理覆蓋了該地區(qū)的年度溫度范圍。對(duì)于螃蟹，她通過感染狀態(tài)和寄生蟲來評(píng)估存活率，即生殖率。

她發(fā)現(xiàn)，未感染，暴露和感染的螃蟹以及寄生蟲繁殖的存活率存在很大差異，這取決于溫度。

“這些差異表明寄生蟲會(huì)影響宿主對(duì)溫度的反應(yīng)，”Gehman說。“隨著氣溫上升，寄生蟲感染會(huì)降低宿主的存活率。”

為了確定氣候變暖后這些生物可能發(fā)生的事情，Gehman與Odum學(xué)院的共同作者Richard Hall和獸醫(yī)學(xué)院共同開發(fā)了一個(gè)代表寄主 - 寄生蟲系統(tǒng)的模型，同時(shí)考慮到了不同的使用從實(shí)驗(yàn)中收集的信息來確定疾病周期的各個(gè)階段。

霍爾說：“Alyssa的溫度實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)來開發(fā)模型，預(yù)測未來變暖后的感染動(dòng)態(tài)。”“雖然人們?cè)絹碓疥P(guān)注溫度對(duì)蚊子等攜帶疾病的生物體的影響，但這是首次量化溫度和寄生蟲感染如何相互影響宿主生存和寄生蟲生產(chǎn)的研究之一。然后我們可以用這些模型來探索年度氣溫變化和未來變暖將如何影響格魯吉亞海岸及其以外的寄生蟲傳播。“

他們使用從佐治亞州沿海生態(tài)系統(tǒng)長期生態(tài)研究站點(diǎn)計(jì)算的每周平均溫度數(shù)據(jù)運(yùn)行該模型，該站點(diǎn)記錄了該地區(qū)的水溫12年。被感染的螃蟹種群的部分顯示出明顯的季節(jié)性周期，冬季和早春較涼爽的月份感染率最高，隨著水溫升高和宿主 - 以及寄生蟲 - 死亡，春末和夏季的感染率下降更多的數(shù)字。因此，該模型捕獲了在野外數(shù)據(jù)中寄生蟲中看到的相同的循環(huán)模式。

“真實(shí)生物對(duì)溫度反應(yīng)的錯(cuò)綜復(fù)雜的測量結(jié)果與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合是一項(xiàng)高度勞動(dòng)密集型的工作，很少在大型生物的詳細(xì)程度上實(shí)施，”該論文的資深作者Byers說。“但結(jié)果非常值得，因?yàn)樗軌蛘鎸?shí)地了解真實(shí)系統(tǒng)，并揭示了比較寄主和寄生蟲最佳溫度和溫度范圍以加強(qiáng)疾病預(yù)測的重要性。”

為了預(yù)測泥螃蟹及其寄生蟲在可能的變暖情況下如何應(yīng)對(duì)，該團(tuán)隊(duì)再次運(yùn)行該模型，每周平均溫度上升1和2攝氏度。他們發(fā)現(xiàn)，隨著1攝氏度的升高，感染率將下降;隨著2攝氏度的升高，預(yù)計(jì)寄生蟲的當(dāng)?shù)厝丝趯⑼耆觥?/p>

然后，Gehman利用國家河口研究預(yù)備系統(tǒng)提供的信息，研究了寄生蟲北部地區(qū)氣溫升高的影響，該系統(tǒng)多年來一直在收集大西洋沿岸地區(qū)的溫度數(shù)據(jù)。

他們發(fā)現(xiàn)變暖不太可能導(dǎo)致寄生蟲向北移動(dòng)。然而，對(duì)于從北卡羅來納州威爾明頓南部到新澤西州湯姆斯河北部的34到40左右的緯度，他們發(fā)現(xiàn)隨著氣溫的升高，一年中會(huì)有更多的周，條件有利于傳播。因此，雖然寄生蟲的范圍不太可能擴(kuò)大，如果它在南方消失，甚至可能會(huì)減少，但目前的北方地區(qū)可能會(huì)有更多的傳播。

Gehman告誡說，這一預(yù)測假設(shè)寄生蟲和宿主都不會(huì)適應(yīng)氣溫上升。

“氣候變化導(dǎo)致溫帶地區(qū)的許多蚊媒疾病預(yù)計(jì)會(huì)增加，但這項(xiàng)研究表明，溫暖的世界并不總是一個(gè)病情加重的世界，”拜爾斯說。“重要的是要看一下宿主和寄生蟲的熱反應(yīng)的具體情況。”