microbius
РОССИЙСКИЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ
Поиск
rss

Новости

Международные новости
Исследования показывают, как инфекционные заболевания распространяются в "горячих точках" между человеком и дикой природой
#зооантропонозные заболевания #зоонозы #дикие животные
Новое исследование позволило составить карту распространения инфекционных заболеваний среди популяций диких животных в районах, где люди и дикие животные живут в непосредственной близости друг от друга.     Исследование выявило животных, в частности диких обезьян, живущих большими группами рядом с человеческими поселениями, которые могут выступать в роли "суперраспространителей". Исследование показало, что обезьяны, наиболее часто взаимодействующие с людьми, вызывают самые крупные вспышки заболевания. Это объясняется тем, что места, где обезьяны и люди вступают в тесный контакт, обычно вокруг источников пищи, могут привлекать обезьян из разных групп и подгрупп. Именно в таких "горячих точках" между человеком и дикой природой обезьяны тесно взаимодействуют с обезьянами, с которыми они обычно не контактируют, что приводит к более крупным вспышкам.    С ростом населения планеты, означающим, что поселения людей все больше вторгаются в естественные ареалы диких животных, растет риск как зоонозных заболеваний, которые "перетекают" от диких животных к людям, так и зооантропонозных заболеваний, которые "перетекают" от людей и вызывают вспышки среди диких животных. Статья, опубликованная в журнале Scientific Reports описывает эпидемиологические компьютерные алгоритмы для моделирования распространения инфекционных заболеваний среди обезьян, живущих в городских и пригородных районах Южной и Юго-Восточной Азии. Это первое исследование, в котором с помощью имитационных моделей сравнивается распространение болезней через социальное поведение животных с распространением болезней через склонность животных к скоплению вокруг людей и взаимодействию с ними.    Группа исследователей наблюдала за поведением макак-резусов, длиннохвостых макак и макак боннет в Северной Индии, Малайзии и Южной Индии соответственно. В этих местах дикие макаки часто живут в одном пространстве с людьми, и их взаимодействие с людьми часто сосредоточено вокруг доступа к пище. Исследователи собрали подробные поведенческие данные о взаимодействии между людьми и отдельными обезьянами, а также о взаимодействии между обезьянами в пределах одной группы, внутри которой особи имеют прочные социальные связи. Эта информация была собрана у 10 отдельных групп макак в трех местах Индии и Малайзии.    Эти поведенческие данные были введены в математические эпидемиологические модели для моделирования воздействия вспышек заболеваний человека с различной степенью трансмиссивности, таких как вирус гриппа, коронавирусы и вирус кори. Компьютерное моделирование проводилось 100 000 раз в общей сложности для 10 групп и различных заболеваний человека, и оценивало уязвимость популяций макак к вспышкам заболеваний, вызванных человеком.    Исследование показало, что размер вспышки положительно предсказывается центральной ролью в группе первой инфицированной макаки - если эта особь лучше связана в своей социальной сети, это приведет к более крупной вспышке. Второй ключевой вывод заключается в том, что центральное положение первой инфицированной особи, основанное на ее общении с другими обезьянами вокруг людей, так и на ее взаимодействии с людьми, играет большую роль в прогнозировании масштабов вспышки, чем ее центральность в собственной группе. Это связано с тем, что макаки могут скапливаться вокруг пищи, предоставляемой человеком, рядом с другими макаками, с которыми в противном случае они не взаимодействовали бы так часто. Исследование показало, что такие ситуации создают дополнительные пути для передачи заболевания и, следовательно, приводят к более крупным вспышкам.   Авторы исследования считают, что эта работа может быть жизненно важной для выявления наиболее общительных обезьян, которые чаще всего собираются вокруг людей и взаимодействуют с ними. Направление на них вакцинации или других форм медицинского воздействия может потенциально защитить как популяции макак, так и людей в районах, где они живут в непосредственной близости.   COVID-19 продемонстрировал важность понимания передачи инфекционных заболеваний среди популяций диких животных в городских и пригородных районах. Увеличение численности населения привело к увеличению контактов между людьми и дикими животными, и эти места соприкосновения человека и дикой природы являются горячими точками для передачи заболеваний среди различных видов.   "Наше исследование было направлено на изучение потенциального воздействия заболевания, передающегося от человека, на популяции диких макак. Будучи тесно связанными с человеком, макаки очень уязвимы к тем же заболеваниям, которые поражают людей. Действительно, предыдущие работы других исследователей показали, что макаки могут быть инфицированы человеческими желудочно-кишечными и респираторными патогенами. В данной работе мы показали, как респираторные патогены, в частности, могут распространяться в популяциях макак, и, в частности, как их поведение может влиять на такое распространение", - рассказал соавтор исследования Кришна Баласубраманиам.    "С помощью полевых работ и моделирования мы определили, какие особи с наибольшей вероятностью могут стать "суперраспространителями" заболевания, что приведет к более крупным вспышкам. То, насколько центральное место занимала особь в своей собственной группе, влияло на размер вспышки, но интересно, что более сильным предиктором того, станет ли макака причиной крупной вспышки, была ее склонность к скоплению вокруг людей вместе с макаками из других подгрупп. Источники пищи, предоставляемые людьми, могут действовать как приманка и приводить к тому, что макаки вступают в очень тесный контакт с особями, с которыми в противном случае они могли бы иметь меньше контактов, например, с обезьянами из других семей или подгрупп. Помимо того, что эти особи являются "суперраспространителями" внутри своего вида, они также представляют наибольший риск межвидовой передачи заболеваний от человека к диким животным или наоборот. Они будут наиболее эффективными мишенями для стратегий борьбы с болезнями, таких как вакцинация или антимикробная терапия".
Добавляет ли холобионт решающий смысл или ненужное усложнение?
#холобионты #микробиом
Интересно думать об организмах как о чем-то большем, чем о сумме их частей.    Хотя о микробиомах еще многое предстоит узнать, ясно, что здоровье и благополучие человека зависит не только от клеток, которые закодированы в его ДНК. С эволюционной точки зрения растения и животные - гости в бурлящем микробном мире.    Концепция холобионта расширяет центральный организм, такой как человек, до консорциума микроорганизмов внутри, на нем и вокруг него. Холобионт — это организм-хозяин вместе со своими симбионтами, то есть сосуществующими с ним живыми организмами других видов. Таким образом, холобионт — это группа организмов, симбиотический комплекс, который изменяется в процессе эволюции. Теория холобионтов распознает невидимую грань микробной жизни, а затем возвращает ее обратно в наблюдаемые эукариоты. Учитывая это, концепция холобионтов позволяет людям оценить эукариотические организмы в более полном контексте, который бросает вызов эволюционной теории, позволяя ветвям древа жизни пересекаться.   Холобионты и их коллективные хологеномы являются предметом дебатов среди ученых, но это понятие, безусловно, закрепилось в современном эволюционном лексиконе. С таким пониманием определить, где заканчивается организм и начинается внешний мир, - задача не из простых. Что движет идеей холобионта? Каковы преимущества и ограничения этой холистической перспективы?   Концепция холобионта была первоначально выдвинута Линн Маргулис в 1990-х годах. Она популяризировала эту концепцию в своей книге "Симбиоз как источник эволюционных инноваций". Эта определяющая работа стала естественным продолжением ее ранних интересов в области происхождения эукариотических клеток. Эта экзистенциальная загадка происхождения рассматривает вопрос о том, как появились эукариотические клетки, и относится к области симбиогенеза. Симбиоз - это когда организмы живут вместе, а симбиогенез - это важное эволюционное событие, когда симбиозы настолько переплетаются, что порождают совершенно новый организм. Организмы, прошедшие через симбиогенез, к которым относится вся эукариотическая жизнь, являются членами холобионта, которые в течение длительного времени стремились стать единым целым.   Эта область изучения симбионтов является важным прецедентом для понимания современной концепции холобионта, поскольку большинство холобионтов строятся вокруг одного харизматичного эукариота. Если заглянуть достаточно далеко в историю эукариот, то их архейные предки когда-то ухаживали за свободноживущими митохондриальными предками. Стоит отметить, что происхождение термина "холобионт" приписывают Адольфу Мейер-Абиху, который сам ломал голову над природой симбиоза. Эти ученые возглавили движение симбиологов, ставящих под сомнение отдельные организмы как центральную единицу биологии, по мере того как они все глубже погружались в симбиотическую кроличью нору.   Возможно, самый известный пример холобионтов - это кораллы. Кораллы - это партнерство между животным (то, что физически можно увидеть как коралл) и водорослями (называемыми зооксантеллами). Эти фотосинтезирующие водоросли не только добавляют серьезный цветовой акцент, но и превращают свет в сахар, которым питается животное-партнер. Роль водорослей очень важна для кораллового предприятия. До этого открытия кораллы считались единым организмом. Таким образом, рассмотрение кораллов как холобионтов, включающих как животное, так и его микроскопического партнера, не является новой парадигмой; скорее, это уточнение нашего прежнего понимания того, из чего состоит отдельный коралловый полип.    Лихенология (наука о лишайниках) - еще одна область, в которой была принята концепция холобионтов. Здесь также была раскрыта роль фотосинтезирующих микробов (поддерживаемых симбиотическими грибами). В этой системе микобионт (обычно аскомикотический гриб) помогает собирать минералы и питательные вещества и обеспечивает безопасное место для фотобионта (водоросли или цианобактерии) для фотосинтеза сахара. Сложную мозаику этой системы трудно недооценить, и недавно исследователи обнаружили, что некоторые лишайники лучше всего понимать как консорциум с несколькими грибковыми партнерами.   Всего лишь квадратный дюйм древесной коры может содержать горсть лишайников, и эволюционная история каждого из этих холобионтов состоит (по крайней мере) из двух составляющих. В частности, то, как появился каждый партнер в этом симбиозе и как они сформировали свой симбиоз, является важным контекстом для описания и изучения лишайников. Лишайники - это маленькие собственные экосистемы, и эти сложные взаимодействия невозможно разгадать, рассматривая только микобионт. Рассмотрение лишайников как холобионтов повышает ценность этой научной системы, соответствующим образом описывая их эволюцию и обеспечивая полный контекст для наблюдений за отдельными лишайниками.   Москитов тоже можно считать холобионтами. Внутриклеточные бактерии рода Wolbachia могут по-разному изменять размножение насекомых. Многие насекомые естественным образом укрывают Wolbachia в своих клетках. Где бы ни находились виды Wolbachia в симбиотическом спектре со своим хозяином (от паразита до мутуалиста), их все равно можно считать частью холобионта комара. Эти бактерии вызывают у комаров явление, называемое цитоплазматической несовместимостью, которое влияет на то, смогут ли сперматозоиды и яйца успешно развиться в комара. Самцы с этой бактерией могут успешно спариваться только с самками, которые также являются носителями этой бактерии. Самки, несущие эту бактерию, могут спариваться с кем угодно и передавать бактерию своему потомству.   Такое бактериальное манипулирование размножением комаров обеспечивает передачу бактерии следующему поколению, ограничивая успех спаривания комаров. Wolbachia также может изменять способность комара переносить и передавать инфекционные патогены, такие как вирус денге. Не зная статус вольбахии у комара, трудно предсказать, с кем он может спариваться или какие болезни он может переносить. Эти природные способности Wolbachia привели к созданию технологий на их основе, позволяющих либо подавлять популяции комаров, либо заменять комаров на холобионтов Wolbachia-москитов, которые с меньшей вероятностью передают патогены.   Холобионт комаров включает в себя не только Wolbachia. Для того чтобы развиваться, комар должен иметь бактерии в кишечнике. Бактерии естественным образом потребляют кислород в кишечнике: исследования показали, что эта гипоксия необходима для успешной линьки комара. Интересно, что эти исследователи обнаружили, что бактерии, которые не являются нормальными членами сообщества комариного кишечника, могут обеспечить этот стимул. По крайней мере, для этих экспериментов этот странный микроб стал важнейшим винтиком комариного холобионта.   Хотя замысловатые симбиозы окружают нас повсюду, теория холобионтов далеко не однозначна. Сторонники этой идеи утверждают, что наше понимание эволюции неполно, пока оно не сможет учесть события, в результате которых образуются новые холобионты. Холобионты названы так потому, что они включают в себя микробную жизнь и поэтому являются более "цельными". Однако эта дополнительная информация может создать практические проблемы, которые знакомы ученым, изучающим микробиомы: кто и что делает и какой вклад они вносят в целое? В любом случае, пока сложность и эфемерность микробного мира оставляет большинство холобионтов неописанными.   Холобионты формируются вокруг более крупного многоклеточного эукариота. Эти симбионты могут быть любой другой формой микробной жизни и могут взаимодействовать с эукариотом-хозяином уникальными способами. Комбуча, напротив, ферментируется симбиотическим консорциумом бактерий и дрожжей (известным как SCOBY). В этом консорциуме отсутствует центральный эукариот, поэтому исследователи понимают и изучают его как микробное сообщество, а не как настоящего холобионта.   Даже если считать холобионты правильной фундаментальной биологической единицей, будут возникать вопросы, на которых стоит сосредоточиться подробнее. Сокращение переменных до необходимых для эксперимента часто позволяет лучше понять тонкие явления. Это часто требует искусственной изоляции организмов. Однако поверхностный взгляд может быть обманчивым. Развитие теории холобионтов отражает желание ученых понять хаотичность биологии.
Узнайте о новостях и событиях микробиологии
Первыми получайте новости и информацию о событиях
up