生物多样性与传染性疾病的关系:进展、挑战与展望

发布时间：2021-10-22 00:19

　　在全球生物多样性快速丧失的背景下,理解生物多样性如何影响传染性疾病风险具有重要意义。大量研究表明,宿主多样性对传染性疾病可能存在稀释效应（即疾病风险随宿主生物多样性的增加而降低）,但是也有放大效应或者没有影响的证据。本文首先介绍了关于生物多样性与传染性疾病关系的研究进展,以及该领域的热点研究问题,包括宿主多样性–疾病关系的格局和空间依赖性、稀释效应的体系依赖性和系统发育稀释效应等。随后,介绍了相关研究伴随的争议和批判,主要集中在:稀释效应发生的普遍性、生物多样性–疾病关系实验研究的发表偏好性以及部分疾病生态学家对生物多样性和传染性疾病之间简单数字关系的过分关注。最后指出稀释效应与物种共存、全球变化对稀释效应的影响、进化与稀释效应、稀释效应在政策制定中的应用等领域可能是今后的主要研究方向。 

【文章来源】：生物多样性. 2020,28(11)北大核心CSCD

【文章页数】：15 页

【部分图文】：

图示叠加式(a)和替代式(b)宿主群落构建。○、□、△分别代表3种宿主物种。

空间尺度可能也会影响宿主多样性–疾病关系。在较小的局域尺度上,生物之间的相互作用往往更强(Ricklefs,1987),因此宿主多样性对疾病的稀释效应也较容易观察到;随着空间尺度的增大,生境类型和区域尺度上更为重要的气候因子可能会影响宿主多样性与疾病之间的耦合关系,并最终在较大的空间尺度上削弱甚至反转稀释效应(Johnson PT et al,2015)。例如,对于两栖类壶菌病、西尼罗河病毒和莱姆病等,在局域尺度上,宿主物种丰富度是预测疾病风险的显著指标;但是在区域尺度上,病原体的分布主要受到气候和人口密度等因子的影响(Cohen et al,2016)。从稀释效应发生机制的角度理解,非宿主个体间的物理隔离等相遇率降低机制和易感宿主管制机制都往往发生在局域尺度上(Keesing et al,2006);而由于疾病与宿主多样性之间在大的空间尺度上的协同变化(适宜疾病传播的气候条件往往也能孕育更高的生物多样性),因此在较大的时间或空间尺度范围内可能更容易观察到放大效应(Buck&Perkins,2018)。这类似于生物入侵中的生物多样性–可入侵性关系(Souza et al,2011):在局域尺度上,生物间的相互作用导致高生物多样性的群落不易被入侵;但在区域尺度上,本地物种丰富度与入侵物种丰富度之间往往表现为正相关。就宿主多样性–疾病关系的空间依赖性而言,基于205项案例的整合分析表明,相对于区域尺度,局域尺度上确实更容易表现出稀释效应;且宿主多样性–疾病关系的形状在局域尺度上往往表现为右偏峰(Halliday&Rohr,2019)。这些与空间尺度有关的研究结果提醒我们:生物多样性的效益在局域和区域尺度上可能有所不同,关于生物多样性保护政策的制定也需要将空间尺度考虑进来。除此之外,还要注意区分病原体丰富度和病原体多度之间的差异。根据生境异质性假说(habitat heterogeneity hypothesis)(Lafferty,2012),较高的宿主生物多样性会孕育较高的病原体多样性(Kamiya et al,2014);对于具有较强专一性、营活体营养的病原体更是如此(如锈病菌)(Ostfeld&Keesing,2017)。病原体和宿主多样性的耦合可能会产生两方面的后果:第一,每种病原体都会感染部分宿主,多种病原体累积的疾病风险会随宿主多样性的增加而增大(Ezenwa&Jolles,2015),总体上表现为放大效应;第二,虽然每种病原体都会感染部分宿主,但病原体之间相互拮抗,最终导致疾病风险随宿主多样性的增加而降低,总体表现为稀释效应。例如,前文中提到的德国Jena植物生物多样性–生态系统功能实验,样方内叶片病原真菌的种类随宿主植物物种丰富度的增加而增加,但样方水平叶片真菌病害的发病率却随宿主植物物种丰富度的增加而降低(Rottstock et al,2014),这可能与植物病理学中的交叉保护现象有关;类似的规律在高寒草甸植物叶片真菌病害(Liu et al,2016)和两栖类吸虫病(Johnson et al,2013a)中同样存在。


本文编号：3450005