鹿、破碎的森林、蜱虫、类似莱姆病的疾病……还有对负鼠的一点赞扬
“……喂——那是什么?”
“除了虱子什么也没有。”
“你从哪儿弄来的?”
“在树林里。”
“你拿什么来换他?”
“我不知道。我不想卖他。”
——《汤姆·索亚历险记》中的汤姆和哈克
在塞缪尔·克莱门斯的《汉尼拔》中,蜱虫显然是如此罕见,以至于一个活的蜱虫就足以诱使汤姆·索亚放弃他刚脱落的牙齿。马蒂亚斯·吕(Matthias Leu)说,他年轻时在瑞士也是如此。
“当我还是个孩子的时候,我所有的时间都在森林里度过,”刘说。“我从来没见过一只扁虱。现在在瑞士,你不应该离开小路,因为那里有很多蜱虫。所以,这不仅仅是在北美;这是全球性的。”
Leu和他的同事Oliver Kerscher是哈佛大学的副教授生物系在威廉玛丽。他们是该杂志上一篇新论文的共同作者之一景观生态学. 其他作者是该大学的副教授布伦特·卡普社会学系;迪伦·t·辛普森(Dylan T. Simpson)曾是研究生,现在罗格斯大学(Rutgers University)攻读博士学位;还有两名前本科生,15岁的莫莉·蒂格和13岁的乔安娜·威克斯。
他们在《景观生态学》杂志上发表的论文题为“与蜱传病原体沙菲埃利体的流行及其载体美洲双盲虫的占据动态相关的栖息地数量、质量和碎片化”。它着眼于鹿、一种蜱虫和一种蜱虫传播疾病之间的关系。
这种蜱虫,美洲蜱虫,通常被称为孤星蜱虫,它携带的疾病是埃利希体病。Leu说,人们对沙菲埃利希菌的生态学知之甚少。大多数研究都集中在莱姆病的媒介黑腿蜱上。莱姆病比埃利希体病更广为人知,它们有相似的症状,但Leu说它可能更常见,也可能不常见。
他说:“大约十年前,医学界对这些蜱传疾病的看法并不一致。”“可能有很多埃利希体病被误诊为莱姆病。”
然而,诊断是一个临床问题,Leu和他的同事更感兴趣的是驱动沙菲埃利希体和那些研究得更多的莱姆病原的生态关系的异同。首先是栖息地。
一般来说,破碎的栖息地意味着更多的鹿。更多的鹿意味着更多的蜱虫。更多的蜱虫意味着更多的蜱虫传播疾病。但实际情况要复杂得多。这一切都始于栖息地,Leu说,尤其是破碎化和森林边缘的概念。
他解释说:“当一片连续的森林被细分成更小的斑块时,就会出现碎片化。”森林破碎可以通过森林火灾或其他干扰自然发生,但今天大多数森林破碎是由人类造成的。一些小块土地被开垦为农田或低密度房屋。其他地区仍被森林覆盖。
“随着碎片化,我们增加了边缘的长度,”Leu继续说道。“曾经是一片连续的森林,沿着边界有一个边缘,但现在通过将大片森林细分成更小的森林块,并将该区域与农田混合,你现在创造了很多边缘。”
他接着解释说,从生态学的角度来看,森林的“边缘”延伸到250到300码,在这一点上,栖息地被称为森林核心或内部。Leu说,研究人员发现,小气候经常在森林内部发展。随着原本广阔的森林变得越来越支离破碎,有许多地区有大量的森林,但这些树木繁茂的地区是一块块的,每块不到250平方米。“所以,这都是边缘,”Leu说。
他解释说,森林边缘是鹿的主要栖息地。“鹿喜欢边缘,”他继续说。“如果你考虑一下,有更多的光,这意味着植物之间对阳光的竞争减少,因此植物的总生物量增加。”
此外,当捕食者出现时,有一个方便的森林可以跳进。“这是一种安全感和食物供应的结合,”Leu说。
对鹿有吸引力的栖息地对蜱虫来说也很容易生存。孤星蜱的生命周期是这样的:作为幼虫从森林落叶中孵化出来。找点吃的。吃几天血吧。降落到一些植被中,开始蜕皮,从你的幼虫皮肤中出现一个若虫。找别的东西吃吧。喂养几个星期。下车休息一下。蜕皮成虫,寻找另一个寄主,进食直到饱腹,然后掉落并制造更多的蜱虫。
通常以白尾鹿为食,尽管Leu说兔子和浣熊可能是蜱虫的目标。但Leu说,从生态学的角度来看,鹿是“有能力的宿主”,不仅是蜱虫的食物,也是埃利希体病的宿主,能够将恰菲埃利希体感染下一个享用大餐的蜱虫。他补充说,他们认为小鹿和一岁的鹿在细菌的传播中尤为重要。
“年长的鹿有抗体,”Leu解释说。“所以他们一度被感染,但他们的血液中不再有细菌。”
Leu说,如果白尾鹿在蜱宿主光谱的一端是称职的,那么另一端则是负鼠。
“它们实际上是蜱虫的死胡同,”他说。“首先,负鼠非常干净。实际上,它们把自己打扮得很好,几乎没有虱子在它们身上。其次,它们不是一个称职的宿主。如果他们被感染了,他们可以排出细菌。”
威廉玛丽研究人员在五年的时间里监测了弗吉尼亚州东南部的16个研究地点,包括130个地块。蜱虫的选择是在炎热潮湿的夏天进行的。这很乏味,很无聊,而且还有点无聊。Leu说,有时候很难找到一个愿意做这件事的学生。但至少蜱虫很容易收集。
“我们在森林地面上拖一块一米见方的布,”刘说。“每隔三米,我们就把布上的虱子摘下来。”
干掉他可没那么容易。研究人员使用镊子,并用胶带将幼虫和若虫从布上拉下来。
把蜱放进75%的乙醇溶液中。“我们‘腌制’蜱虫,”克尔舍喜欢说。
Kerscher和他的团队将腌制的蜱虫带到佳博体育。他说,蜱虫“被破坏了”。它们进入一种被称为“头部破裂器”的仪器,用微小的玻璃珠摇动蜱虫,敲开坚硬的瘙痒外骨骼。有裂纹的蜱虫被放置在变性剂中,以去除蛋白质和RNA。
“我们的目标,”Kerscher说,“是提取蜱虫的DNA。我们要确保小瓶里的蜱虫是我们认为的那种。你可以分辨成虫,但当你有小若虫时,就很难分辨物种了。”
DNA分析显示,该项目捕获的蜱虫中约有90%是目标物种——孤星蜱的成员。Leu说,这些数字并不一定表明在收集区没有其他蜱虫物种。他认为这可能是一种生理效应在起作用。
“黑腿蜱,它们真的不喜欢炎热的天气,”他说。“在炎热的夏天,当我们在收集的时候,他们就会破产。孤星蜱不喜欢寒冷的天气,所以它们出来得比较晚。”
他们进行了额外的测试来鉴定沙菲埃利希菌的DNA,佳博体育团队在所有地点取样的蜱虫中发现了0.8%到2.9%的DNA。但Leu指出,这种细菌的流行率多年来变化很大,有一年上升到3.7%,然后又下降。
本文得出了一些结论。例如,与针叶林相比,落叶林是沙菲埃立希菌更好的孵化器。
这篇论文指出:“这意味着为获取木材而管理的森林可能相对安全,但郊区公园等地区可能有更高的疾病风险。”
这项研究也提出了一些问题,比如细菌的神秘“周转”或年度变化。该团队正在寻求资金以继续研究。论文中描述的工作提出了许多新问题。Kerscher说,测序已经显示了内共生生物和其他相关生物生活在蜱虫中的证据。
“这些蜱虫体内发生了很多事情,”他说。“而且,请记住,我们只是在寻找一种细菌。”
另一个需要解决的问题是更替,或者说是沙菲埃利希菌从研究地点消失,第二年又突然出现的神秘方式。
“在16个研究地点中的两个,我们从未发现这种细菌,”Leu说。“这些地点在新肯特地区,那里有很多鹿。你知道,在那里很少能看到鹿。如果你只是在寻找粪便,它们很难找到,因为那里的鹿很少。”