来源:Parasites & Vectors 发布时间:2019/11/7 10:52:45
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跳蚤已为气候变化做好准备 | Parasites & Vectors

论文标题:Climate change models predict southerly shift of the cat flea (Ctenocephalides felis) distribution in Australia

期刊:Parasites & Vectors

作者:Nicole Crkvencic & Jan Šlapeta

发表时间:2019/03/22

DOI:10.1186/s13071-019-3399-6

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Jan Slapeta最近发表在Parasites & Vectors 的一篇文章基于澳大利亚全大陆的气候变化模型和公共的生物气候数据,模拟并预测了澳大利亚猫蚤的分布。随着未来的气温超过临界温度,蚤类的分布情况可能会变化,并影响其发育速率和携带病原的能力。

我必须要坦白说,以前跳蚤远不是我最喜欢的寄生虫。大约十来年前,经常有电话问我关于跳蚤的问题,这令我不十分高兴。为什么呢?

那些问题都很简单,“现在这些猫狗身上的跳蚤是什么?”介于我在澳大利亚悉尼大学获得了兽医寄生虫学家的称号,我感到有必要回答这个问题。所以我回答道,“这是猫蚤。”

十年前,人们普遍认为猫狗身上的跳蚤正被一种新的超级跳蚤所替代。我们很快通过收集全澳大利亚2500只跳蚤的样本否认了这一设想,并确认它们实际上都是猫蚤。这并不令我感到意外,我也基本确定跳蚤不会是我最爱的寄生虫了。

然而,我当时不知道的是,我错得离谱!

追着我们到处跑的澳大利亚猫蚤

在过去的十年中,我们已经确认了澳大利亚有着3中不同的猫蚤变种。简单起见,我们将它们称为悉尼,凯恩斯和达尔文(是的,我们借用了第一次发现这些跳蚤的城市的名字为它们命名)。

澳大利亚南北跨越3860公里,东西横跨将近4000公里。觉得不够直观么?从伦敦到莫斯科的距离是2540公里,而从纽约到奥兰多的距离就只有1500公里(地图数据来自维基共享资源的公共领域地图)。

澳大利亚的2500万人口中,66%生活在大城市。如果你观察澳大利亚的地图,你会发现85%的人口生活在离海岸50千米的范围内(根据澳大利亚统计局的数据)。别觉得惊讶,因为澳大利亚大部分的内陆地区都是不毛之地。

但是,我为什么要告诉你们这些呢?因为猫蚤不喜欢沙漠!它喜欢我们饲养的猫和狗,所以它们会随着人类分布。

我们通过DNA信息来鉴定这些猫蚤的变种——悉尼,凯恩斯和达尔文。悉尼变种在我们搜寻的过程中似乎无处不在,除了悉尼以北2000公里位于热带的昆士兰州凯恩斯地区。一开始看这似乎属于异常情况,但之后的研究和思考证明并不是这样。

跳蚤(Ctenocephalides felis)是狗和猫的外寄生虫。一只跳蚤一旦找到它的寄主,那么它几乎就再也不会离开。这是因为它随时可以吸血,所以它没有理由离开寄主。大部分的血液甚至都没有被消化就直接通过排便被排出了跳蚤体外。跳蚤的粪便落在猫狗的毛发上,最终在猫狗睡觉、休息或消遣的地方掉落。

你猜对了,那些掉落之处就是你的沙发、后院或者其他宠物最爱的地方。事实上,跳蚤的粪便同时也是其藏在这些地方的幼虫们的食物。雌性跳蚤在狗的毛发上一天可以产下40粒卵,然后随着其粪便一起掉落。这些卵孵化后,跳蚤幼虫就以附近的跳蚤粪便为食。

离开了寄主,跳蚤的卵和幼虫在干燥的环境会脱水,不能够存活。所以,跳蚤分布的主要决定因素是湿度和温度——也就是气候。在悉尼和凯恩斯的猫和狗都一样,所以气候决定着猫蚤的分布,但是对于跳蚤的变种来说也是如此么?

离开了寄主,跳蚤的卵和幼虫在干燥的环境会脱水,不能够存活。所以,跳蚤分布的主要决定因素是湿度和温度——也就是气候。

气候变化正在发生,而科学界已经有了一些开创性的预测模型,展示了未来我们星球每平方千米的面貌。根据政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)的报告,气候变化的前景既乐观又悲观。我们希望探究气候变化模型是否会影响跳蚤的适宜生态位,以及是否有因子能够预测跳蚤未来的分布。

最近发表在Parasites & Vectors的文章中,我们使用全澳大利亚的公共生物气候数据模拟了猫蚤在澳大利亚的生态位。在一定的范围内我们识别并确定了猫蚤的基因型,并预测了其他的适宜生态位。可以预见的是,猫蚤的生态位遍布整个海岸线,这并不奇怪。

相似的,预测的悉尼变种的生态位几乎到处都是,唯独缺了凯恩斯变种所在的最北端。澳大利亚猫蚤的未来并不稳定。跳蚤的生态位规模将会缩小。悉尼变种将会失去优势,而凯恩斯变种则会一路向南传播,占领那些对悉尼变种不再适合的生态位。

无论如何,跳蚤哪也不去。它们或许不是同一种跳蚤,但仍然会是猫蚤。伤害我们宠物的可能不再会是悉尼变种,而是从热带的北方南下的那些。

所有这一切都表明,澳大利亚的猫蚤已经为气候变化做好了准备,而凯恩斯变种或许就是我十年前忽略的那种超级跳蚤。

最后才提到,但同等重要的是,跳蚤现在是我最喜爱的寄生虫。澳大利亚讨厌的猫蚤的入侵策略表明,环境、寄主和跳蚤之间的平衡是多么脆弱。

摘要:

Background

Bioclimatic variables play an integral part in the life-cycle of Ctenocephalides felis, the most common flea found on companion animals. It is essential that we understand the effects of climate on C. felis distribution as fleas are a major veterinary and public health concern. This study investigated the current distribution of C. felis in Australia and future projections based on climate modelling.

Results

Typing of C. felis was undertaken using the cytochrome c oxidase subunit 1 (cox1) mitochondrial DNA (mtDNA) region and current distribution of haplotypes was mapped by Maximum Entropy (Maxent) niche modelling. All C. felis haplotypes have been predicted to persist in environments along the eastern and southern coastlines of Australia and distinct ecological niches were observed for two C. felis haplogroups. Clade ‘Cairns’ haplogroup thrives under the northern coastal tropical conditions whilst Clade ‘Sydney’ haplogroup persists in temperate climates along the eastern and southern coasts. The model was then used to predict areas that are projected to have suitable climatic conditions for these haplogroups in 2050 and 2070 under the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) climate change scenarios. Under all IPCC Representative Concentration Pathways (RCP) climate change scenarios, the geographical range of all haplotypes was reduced by 5.59–42.21% in 2050 and 27.08–58.82% by 2070. The ranges of all clades were predicted to shift south along the eastern coastline.

Conclusions

As future temperatures exceed critical threshold temperatures for C. felis development in the northern tropical areas, Clade ‘Cairns’ haplogroup is predicted to shift south along the coastline and possibly outcompete the temperate haplogroup in these areas. If C. felishaplogroups possess distinct climatic niches it suggests a potential for these to be biologically distinct and have differing developmental rates and vector capabilities.

(来源:科学网)

 
 
 
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