生物多樣性與傳染性疾病的關(guān)系:進(jìn)展、挑戰(zhàn)與展望
發(fā)布時(shí)間:2021-10-22 00:19
在全球生物多樣性快速喪失的背景下,理解生物多樣性如何影響傳染性疾病風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。大量研究表明,宿主多樣性對(duì)傳染性疾病可能存在稀釋效應(yīng)(即疾病風(fēng)險(xiǎn)隨宿主生物多樣性的增加而降低),但是也有放大效應(yīng)或者沒有影響的證據(jù)。本文首先介紹了關(guān)于生物多樣性與傳染性疾病關(guān)系的研究進(jìn)展,以及該領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問題,包括宿主多樣性–疾病關(guān)系的格局和空間依賴性、稀釋效應(yīng)的體系依賴性和系統(tǒng)發(fā)育稀釋效應(yīng)等。隨后,介紹了相關(guān)研究伴隨的爭議和批判,主要集中在:稀釋效應(yīng)發(fā)生的普遍性、生物多樣性–疾病關(guān)系實(shí)驗(yàn)研究的發(fā)表偏好性以及部分疾病生態(tài)學(xué)家對(duì)生物多樣性和傳染性疾病之間簡單數(shù)字關(guān)系的過分關(guān)注。最后指出稀釋效應(yīng)與物種共存、全球變化對(duì)稀釋效應(yīng)的影響、進(jìn)化與稀釋效應(yīng)、稀釋效應(yīng)在政策制定中的應(yīng)用等領(lǐng)域可能是今后的主要研究方向。
【文章來源】:生物多樣性. 2020,28(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:15 頁
【部分圖文】:
圖示疊加式(a)和替代式(b)宿主群落構(gòu)建!稹ⅰ、△分別代表3種宿主物種。
空間尺度可能也會(huì)影響宿主多樣性–疾病關(guān)系。在較小的局域尺度上,生物之間的相互作用往往更強(qiáng)(Ricklefs,1987),因此宿主多樣性對(duì)疾病的稀釋效應(yīng)也較容易觀察到;隨著空間尺度的增大,生境類型和區(qū)域尺度上更為重要的氣候因子可能會(huì)影響宿主多樣性與疾病之間的耦合關(guān)系,并最終在較大的空間尺度上削弱甚至反轉(zhuǎn)稀釋效應(yīng)(Johnson PT et al,2015)。例如,對(duì)于兩棲類壺菌病、西尼羅河病毒和萊姆病等,在局域尺度上,宿主物種豐富度是預(yù)測疾病風(fēng)險(xiǎn)的顯著指標(biāo);但是在區(qū)域尺度上,病原體的分布主要受到氣候和人口密度等因子的影響(Cohen et al,2016)。從稀釋效應(yīng)發(fā)生機(jī)制的角度理解,非宿主個(gè)體間的物理隔離等相遇率降低機(jī)制和易感宿主管制機(jī)制都往往發(fā)生在局域尺度上(Keesing et al,2006);而由于疾病與宿主多樣性之間在大的空間尺度上的協(xié)同變化(適宜疾病傳播的氣候條件往往也能孕育更高的生物多樣性),因此在較大的時(shí)間或空間尺度范圍內(nèi)可能更容易觀察到放大效應(yīng)(Buck&Perkins,2018)。這類似于生物入侵中的生物多樣性–可入侵性關(guān)系(Souza et al,2011):在局域尺度上,生物間的相互作用導(dǎo)致高生物多樣性的群落不易被入侵;但在區(qū)域尺度上,本地物種豐富度與入侵物種豐富度之間往往表現(xiàn)為正相關(guān)。就宿主多樣性–疾病關(guān)系的空間依賴性而言,基于205項(xiàng)案例的整合分析表明,相對(duì)于區(qū)域尺度,局域尺度上確實(shí)更容易表現(xiàn)出稀釋效應(yīng);且宿主多樣性–疾病關(guān)系的形狀在局域尺度上往往表現(xiàn)為右偏峰(Halliday&Rohr,2019)。這些與空間尺度有關(guān)的研究結(jié)果提醒我們:生物多樣性的效益在局域和區(qū)域尺度上可能有所不同,關(guān)于生物多樣性保護(hù)政策的制定也需要將空間尺度考慮進(jìn)來。除此之外,還要注意區(qū)分病原體豐富度和病原體多度之間的差異。根據(jù)生境異質(zhì)性假說(habitat heterogeneity hypothesis)(Lafferty,2012),較高的宿主生物多樣性會(huì)孕育較高的病原體多樣性(Kamiya et al,2014);對(duì)于具有較強(qiáng)專一性、營活體營養(yǎng)的病原體更是如此(如銹病菌)(Ostfeld&Keesing,2017)。病原體和宿主多樣性的耦合可能會(huì)產(chǎn)生兩方面的后果:第一,每種病原體都會(huì)感染部分宿主,多種病原體累積的疾病風(fēng)險(xiǎn)會(huì)隨宿主多樣性的增加而增大(Ezenwa&Jolles,2015),總體上表現(xiàn)為放大效應(yīng);第二,雖然每種病原體都會(huì)感染部分宿主,但病原體之間相互拮抗,最終導(dǎo)致疾病風(fēng)險(xiǎn)隨宿主多樣性的增加而降低,總體表現(xiàn)為稀釋效應(yīng)。例如,前文中提到的德國Jena植物生物多樣性–生態(tài)系統(tǒng)功能實(shí)驗(yàn),樣方內(nèi)葉片病原真菌的種類隨宿主植物物種豐富度的增加而增加,但樣方水平葉片真菌病害的發(fā)病率卻隨宿主植物物種豐富度的增加而降低(Rottstock et al,2014),這可能與植物病理學(xué)中的交叉保護(hù)現(xiàn)象有關(guān);類似的規(guī)律在高寒草甸植物葉片真菌病害(Liu et al,2016)和兩棲類吸蟲病(Johnson et al,2013a)中同樣存在。
本文編號(hào):3450005
【文章來源】:生物多樣性. 2020,28(11)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:15 頁
【部分圖文】:
圖示疊加式(a)和替代式(b)宿主群落構(gòu)建!稹ⅰ、△分別代表3種宿主物種。
空間尺度可能也會(huì)影響宿主多樣性–疾病關(guān)系。在較小的局域尺度上,生物之間的相互作用往往更強(qiáng)(Ricklefs,1987),因此宿主多樣性對(duì)疾病的稀釋效應(yīng)也較容易觀察到;隨著空間尺度的增大,生境類型和區(qū)域尺度上更為重要的氣候因子可能會(huì)影響宿主多樣性與疾病之間的耦合關(guān)系,并最終在較大的空間尺度上削弱甚至反轉(zhuǎn)稀釋效應(yīng)(Johnson PT et al,2015)。例如,對(duì)于兩棲類壺菌病、西尼羅河病毒和萊姆病等,在局域尺度上,宿主物種豐富度是預(yù)測疾病風(fēng)險(xiǎn)的顯著指標(biāo);但是在區(qū)域尺度上,病原體的分布主要受到氣候和人口密度等因子的影響(Cohen et al,2016)。從稀釋效應(yīng)發(fā)生機(jī)制的角度理解,非宿主個(gè)體間的物理隔離等相遇率降低機(jī)制和易感宿主管制機(jī)制都往往發(fā)生在局域尺度上(Keesing et al,2006);而由于疾病與宿主多樣性之間在大的空間尺度上的協(xié)同變化(適宜疾病傳播的氣候條件往往也能孕育更高的生物多樣性),因此在較大的時(shí)間或空間尺度范圍內(nèi)可能更容易觀察到放大效應(yīng)(Buck&Perkins,2018)。這類似于生物入侵中的生物多樣性–可入侵性關(guān)系(Souza et al,2011):在局域尺度上,生物間的相互作用導(dǎo)致高生物多樣性的群落不易被入侵;但在區(qū)域尺度上,本地物種豐富度與入侵物種豐富度之間往往表現(xiàn)為正相關(guān)。就宿主多樣性–疾病關(guān)系的空間依賴性而言,基于205項(xiàng)案例的整合分析表明,相對(duì)于區(qū)域尺度,局域尺度上確實(shí)更容易表現(xiàn)出稀釋效應(yīng);且宿主多樣性–疾病關(guān)系的形狀在局域尺度上往往表現(xiàn)為右偏峰(Halliday&Rohr,2019)。這些與空間尺度有關(guān)的研究結(jié)果提醒我們:生物多樣性的效益在局域和區(qū)域尺度上可能有所不同,關(guān)于生物多樣性保護(hù)政策的制定也需要將空間尺度考慮進(jìn)來。除此之外,還要注意區(qū)分病原體豐富度和病原體多度之間的差異。根據(jù)生境異質(zhì)性假說(habitat heterogeneity hypothesis)(Lafferty,2012),較高的宿主生物多樣性會(huì)孕育較高的病原體多樣性(Kamiya et al,2014);對(duì)于具有較強(qiáng)專一性、營活體營養(yǎng)的病原體更是如此(如銹病菌)(Ostfeld&Keesing,2017)。病原體和宿主多樣性的耦合可能會(huì)產(chǎn)生兩方面的后果:第一,每種病原體都會(huì)感染部分宿主,多種病原體累積的疾病風(fēng)險(xiǎn)會(huì)隨宿主多樣性的增加而增大(Ezenwa&Jolles,2015),總體上表現(xiàn)為放大效應(yīng);第二,雖然每種病原體都會(huì)感染部分宿主,但病原體之間相互拮抗,最終導(dǎo)致疾病風(fēng)險(xiǎn)隨宿主多樣性的增加而降低,總體表現(xiàn)為稀釋效應(yīng)。例如,前文中提到的德國Jena植物生物多樣性–生態(tài)系統(tǒng)功能實(shí)驗(yàn),樣方內(nèi)葉片病原真菌的種類隨宿主植物物種豐富度的增加而增加,但樣方水平葉片真菌病害的發(fā)病率卻隨宿主植物物種豐富度的增加而降低(Rottstock et al,2014),這可能與植物病理學(xué)中的交叉保護(hù)現(xiàn)象有關(guān);類似的規(guī)律在高寒草甸植物葉片真菌病害(Liu et al,2016)和兩棲類吸蟲病(Johnson et al,2013a)中同樣存在。
本文編號(hào):3450005
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