Птичья малярия - Avian malaria

Птичья малярия
Malaria.jpg
а плазмодий вызывая малярию
Научная классификация
Домен:
Эукариоты
(без рейтинга):
Альвеолаты
Тип:
Apicomplexa
Учебный класс:
Aconoidasida
Заказ:
Гемоспориды
Семья:
Plasmodiidae
Род:
Плазмодий
Разновидность:
P. relictum
и другие представители рода

Птичья малярия это паразитарная болезнь птиц, вызванные паразитами, принадлежащими к родам Плазмодий и Гемопротеус (тип Apicomplexa, класс Haemosporidia, семейство Plasmoiidae).[1] Заболевание передается двукрылыми вектор включая комаров в случае Плазмодий паразиты и кусающие мошки за Hemoproteus. Спектр симптомов и воздействия паразита на птиц-хозяев очень широк: от бессимптомных случаев до резкого сокращения популяции из-за болезни, как в случае с паразитом. Гавайские медоносы.[2] Разнообразие паразитов велико, так как, по оценкам, существует примерно столько же паразитов, сколько видов хозяев. Совместное видообразование и события смены хозяина способствовали появлению широкого круга хозяев, которых эти паразиты могут инфицировать, в результате чего малярия птиц стала широко распространенной глобальной болезнью, встречающейся повсюду, кроме Антарктиды.

Причина

Птичья малярия в первую очередь вызвано Плазмодий реликтовый, а протист которая поражает птиц во всех частях света, кроме Антарктиды. Есть еще несколько разновидность из Плазмодий заражают птиц, например Плазмодий анасум и Plasmodium gallinaceum, но они менее важны, за исключением редких случаев домашняя птица промышленность. Заболевание встречается во всем мире, за некоторыми важными исключениями.[3] Обычно он не убивает птиц. Однако в районах, где птичья малярия только что завезена, таких как острова Гавайи, она может иметь разрушительные последствия для птиц, которые со временем утратили устойчивость к эволюции.

Виды паразитов

Птичья малярия - это переносимый вектором болезнь, вызванная простейшие в родах Плазмодий и Гемопротей; эти паразиты размножаются бесполым путем внутри птиц-хозяев, а также бесполым и половым путем внутри насекомых-переносчиков, в том числе комаров (Culicidae ), мокрецы (Ceratopogonidae ), а мухи вши (Бегемоты ).[4] Кровные паразиты рода Плазмодий и Гемопротей, охватывают чрезвычайно разнообразную группу патогенов с глобальным распространением.[5] Большое количество паразитарные линии Наряду с широким спектром потенциальных видов хозяев и способностью патогена переключаться между хозяевами, изучение этой системы становится чрезвычайно сложным.[1] Эволюционные взаимоотношения между хозяевами и паразитами только усложнили и предположили, что для выяснения того, как глобальные события совместного видообразования влияют на передачу и поддержание болезней в различных экосистемах, требуется обширный отбор проб.[6] В дополнение к этому, способность паразита к распространению может быть опосредована: перелетные птицы и, таким образом, увеличивает вариативность распространенность паттерны и изменяют процессы адаптации паразита хозяина.[7] Восприимчивость хозяев также сильно варьируется, и были предприняты многочисленные попытки понять взаимосвязь между повышенной распространенностью и такими характеристиками хозяина, как гнездование и высота кормления, половой диморфизм или даже инкубация продолжительность времени. Пока влияние этого заболевания на дикие популяции изучено плохо.

Существует много споров о том, что соответствует виду у малярийных паразитов птиц. Номенклатура латинских биномов, используемая для описания Плазмодий и Гемопротеус паразиты основаны на ограниченном наборе морфологические характеристики и ограничения, которыми они могут заразить птиц паразитами.[6] Следовательно, учитывая события совместного видообразования или даже виды разнообразие в отношении малярийных паразитов существует множество разногласий. Молекулярные инструменты направили классификацию на филогенетическое определение клонов, основанное на расхождении последовательностей и диапазоне хозяев, в которых может быть найден паразит. Разнообразие птичьих малярийных паразитов и других гемоспоридий чрезвычайно велико, и предыдущие исследования показали, что количество паразитов приблизительно равно количеству хозяев, со значительными событиями смены хозяина и совместного использования паразитов.[1] Текущий подход предполагает усиление цитохром b ген паразита и реконструкция родословных на основе этой информации. Из-за большого количества линий и различных видов хозяев была создана общедоступная база данных под названием MalAvi, чтобы поощрять совместное использование этих последовательностей и помогать в понимании разнообразия этих паразитов.[8] Учитывая, что никто другой генетические маркеры были разработаны для этой группы паразитов, расхождение последовательностей ~ 1,2-4% было определено как пороговое значение для различения различных клонов паразитов.[6] Молекулярный подход также позволил провести прямое сравнение филогении хозяина и генеалогии паразита, и было обнаружено существенное совместное видообразование на основе сопоставления филогенетических деревьев на основе событий.

Филогения малярийных паразитов

На сегодняшний день не существует специфической филогении для птиц. малярийные паразиты и связанные гемоспоридиан паразиты. Однако, учитывая, что малярийных паразитов можно найти у рептилий, птиц и млекопитающих, можно объединить данные из этих групп и хорошо разрешенный большой филогения доступен.[9] На протяжении более столетия паразитологи классифицировали паразитов малярии на основе морфологических характеристик и особенностей жизненного цикла, а новые молекулярные данные показывают, что они имеют различные филогенетические сигналы. Текущий подход предполагает, что Плазмодий виды, поражающие птиц и чешуйчатых рептилий, принадлежат к одной кладе, а млекопитающие - к отдельной кладе. В случае Гемопротей, эту группу традиционно классифицируют на основе переносчика-хозяина, при этом одна клада передается колумбовидным птицам через гиппоботические мухи и вторая группа, переданная кусающие мошки другим птичьим семьям. Молекулярные данные поддерживают этот подход и предлагают реклассифицировать более позднюю группу как Парагемопротезный.

Филогеография птичьей малярии

Несмотря на то, что заболевание является широко распространенным, его чаще всего связывают с Плазмодий реликтовый и связанные линии. Чтобы лучше понять эпидемиологию и географическое распространение паразита, был проведен анализ генетической изменчивости в больших географических масштабах путем изучения ядерного гена MSP1 (мерозоит поверхностный белок) из Плазмодий реликтовый [10]. Результаты показали, что существуют значительные различия между линиями происхождения из Нового и Старого Света, что предполагает различную интродукцию паразита в популяцию птиц. В дополнение к этому, были обнаружены значительные различия между европейскими и африканскими линиями, что свидетельствует о различных схемах передачи для умеренных и тропических популяций. Хотя этот подход появился сравнительно недавно, обнаружение аллельных вариаций в различных маркерах важно для выявления моделей передачи паразитов и вероятности интродукции в новые восприимчивые популяции хозяев.

Вектор

Это реально вектор на Гавайях комар Culex quinquefasciatus, который был представил к Гавайские острова в 1826 году. С тех пор птичья малярия и авипоксвирус вместе опустошили местную популяцию птиц, что привело к многочисленным вымираниям. На Гавайях больше вымерших птиц, чем где-либо еще в мире; только с 1980-х годов исчезли десять уникальных птиц.

Практически каждый человек эндемичный виды на высоте ниже 4000 футов (1200 м) были уничтожены болезнью. Эти комары обитают на более низких высотах, ниже 5000 футов (1500 м), из-за низких температур, которые препятствуют развитию личинок. Однако кажется, что они медленно закрепляются на больших высотах, и их диапазон может расширяться вверх.[11] В таком случае большинство оставшихся гавайских наземных птиц могут оказаться под угрозой исчезновения.

Большинство Гавайских островов имеют максимальную высоту менее 5000 футов (1500 м), поэтому, за исключением остров Гавайи и Восточный Мауи, местные птицы могут стать вымерший на любом другом острове, если комар может занимать более высокие высоты.

Заболевание и эпидемиология

Плазмодий реликтовый воспроизводится в красные кровяные тельца. Если количество паразитов достаточно велико, птица начинает терять эритроциты, вызывая анемия (USDI и USGS 2005). Потому что красные кровяные тельца важны для движения кислород Что касается тела, потеря этих клеток может привести к прогрессирующей слабости и, в конечном итоге, к смерти (USDI и USGS 2005). Малярия в основном поражает воробьиные (садящиеся птицы). На Гавайях это большая часть коренных жителей Гавайские медоносы и Гавайская ворона. Восприимчивость к заболеванию варьируется между видами, например, ʻIʻiwi очень восприимчив к малярии, в то время как ʻApapane в меньшей степени (USDI и USGS 2005). Местные гавайские птицы более восприимчивы к этой болезни, чем завезенные птицы, и имеют более высокую смертность (Ван Рипер и др., 1982; Аткинсон и др., 1995). Это имеет серьезные последствия для местной птицы. фауны (SPREP) с P. relictum, обвиняемым в классифицировать ограничение и исчезновение ряда видов птиц на Гавайях, в первую очередь лес птицы низинных лесов среда обитания где наиболее распространен москитный переносчик (Warner 1968; Van Riper 1991; USDI and USGS 2005).

За последние 70 лет заболеваемость этой болезнью почти утроилась. Среди наиболее пострадавших видов птиц выделялись домовые воробьи, большие сиськи, и Евразийские черные шапки. До 1990 года, когда глобальные температуры были ниже, чем сейчас, менее 10 процентов домашних воробьев (Прохожий домашний) были заражены малярией. Однако в последние годы эта цифра увеличилась почти до 30 процентов. Точно так же с 1995 года процент зараженных малярией больших синиц увеличился с 3 до 15 процентов. В 1999 г. было инфицировано около 4% черноголовок - вида, когда-то не поражавшегося птичьей малярией. Среди желто-коричневых сов в Великобритании заболеваемость выросла с двух-трех процентов до 60%.[12]

Контроль

Основной способ борьбы с птичьей малярией - борьба с популяциями комаров. Помогает охота и разведение свиней, потому что валяется от дикие свиньи и выдолбленные бревна местных папоротников хапу'у дают грязная стоячая вода где размножаются комары (USDI и USGS 2005). Вокруг домов сокращение количества потенциальных емкостей для сбора воды помогает уменьшить места размножения комаров (SPREP, без даты). Однако на Гавайях попытки контролировать комаров с помощью личинка сокращение среды обитания и ларвицид использование не устранило угрозу.

Также можно найти птиц, устойчивых к малярии, собирать яйца и выращивать молодых птиц для повторной интродукции в районы, где птицы не устойчивы, что дает этому виду фору для распространения устойчивости. Имеются данные об эволюции устойчивости к малярии птиц у двух эндемичных видов: Оахуамакихи и Гавайи Амакихи. Если другие виды сохранятся достаточно долго, у них также может развиться устойчивость. Одна из тактик заключается в восстановлении лесных массивов на возвышенностях острова Гавайи, например, над убежищем Хакалау на земле, находящейся в ведении Департамента внутренних земель Гавайев. Это может дать птицам больше времени для адаптации, прежде чем изменение климата или эволюция комаров принесут птичью малярию в последние оставшиеся популяции птиц.

Искоренение комаров с Гавайев, использующих CRISPR редактирование также было предложено.[13]

Рекомендации

  1. ^ а б c Ricklefs, R.E .; Фэллон, С. М. (2002-05-07). «Диверсификация и смена хозяев у птичьих малярийных паразитов». Труды Лондонского королевского общества B: биологические науки. 269 (1494): 885–892. Дои:10.1098 / rspb.2001.1940. ISSN  0962-8452. ЧВК  1690983. PMID  12028770.
  2. ^ ван Рипер, Чарльз; ван Рипер, Сандра Дж .; Гофф, М. Ли; Лэрд, Маршалл (1986-02-01). «Эпизоотология и экологическое значение малярии у наземных гавайских птиц». Экологические монографии. 56 (4): 327–344. Дои:10.2307/1942550. ISSN  1557-7015. JSTOR  1942550.
  3. ^ Кларк, Николас; Clegg, S .; Лима, М. (2014). «Обзор глобального разнообразия гемоспоридий птиц (Plasmodium и Haemoproteus: Haemosporida): новый взгляд на молекулярные данные». Международный журнал паразитологии. 44 (5): 329–338. Дои:10.1016 / j.ijpara.2014.01.004. HDL:10072/61114. PMID  24556563.
  4. ^ Гедиминас, Валкюнас (01.01.2005). Малярийные паразиты птиц и другие гемоспоридии. Тейлор и Фрэнсис. ISBN  9780415300971. OCLC  476614868.
  5. ^ Бенш, Стаффан; Перес-Трис, Хавьер; Вальденстрём, Йонас; Хеллгрен, Олоф; Пулин, Р. (2004-07-01). «Связь между ядерными и митохондриальными последовательностями ДНК у малярийных паразитов птиц: множественные случаи скрытого видообразования?». Эволюция. 58 (7): 1617–1621. Дои:10.1554/04-026. ISSN  0014-3820.
  6. ^ а б c РИКЛЕФС, Роберт; ФАЛЛОН, СИЛЬВИЯ; БЕРМИНГЕМ, ЭЛДРЕДЖ (01.02.2004). «Эволюционные отношения, родословие и переключение хозяев у птичьих малярийных паразитов». Систематическая биология. 53 (1): 111–119. CiteSeerX  10.1.1.496.1628. Дои:10.1080/10635150490264987. ISSN  1063-5157. PMID  14965906.
  7. ^ Перес-Трис, Хавьер; Бенш, Стаффан (1 августа 2005 г.). «Распространение увеличивает местную передачу малярийных паразитов птиц». Письма об экологии. 8 (8): 838–845. Дои:10.1111 / j.1461-0248.2005.00788.x. ISSN  1461-0248.
  8. ^ Бенш, Стаффан; Хеллгрен, Олоф; Перес-Трис, Хавьер (01.09.2009). «MalAvi: общедоступная база данных малярийных паразитов и родственных гемоспоридий у птиц-хозяев на основе митохондриальных линий цитохрома b». Ресурсы по молекулярной экологии. 9 (5): 1353–1358. Дои:10.1111 / j.1755-0998.2009.02692.x. ISSN  1755-0998. PMID  21564906.
  9. ^ Martinsen, Ellen S .; Perkins, Susan L .; Шалл, Джос Дж. (1 апреля 2008 г.). «Трехгеномная филогения малярийных паразитов (Plasmodium и близкородственные роды): эволюция жизненных особенностей и смены хозяев». Молекулярная филогенетика и эволюция. 47 (1): 261–273. Дои:10.1016 / j.ympev.2007.11.012. PMID  18248741.
  10. ^ Хеллгрен, Олоф; Аткинсон, Картер Т .; Бенш, Стаффан; Албайрак, Укротитель; Димитров, Димитар; Ewen, John G .; Ким, Кён Сун; Lima, Marcos R .; Мартин, Линн (01.08.2015). «Глобальная филогеография птичьего патогена малярии Plasmodium relictum на основе аллельного разнообразия MSP1». Экография. 38 (8): 842–850. Дои:10.1111 / ecog.01158. ISSN  1600-0587.
  11. ^ «Как защитить самых редких птиц Гавайев от птичьей малярии». Одюбон. 2015-11-16. Получено 2020-02-04.
  12. ^ Гарамсеги, Ласло З (2011). «Изменение климата увеличивает риск заражения птиц малярией». Биология глобальных изменений. 17 (5): 1751–1759. Bibcode:2011GCBio..17.1751G. Дои:10.1111 / j.1365-2486.2010.02346.x.
  13. ^ Спектр, Майкл (15 июля 2016 г.). «Как ДНК-революция меняет нас». Журнал National Geographic.

внешняя ссылка