Птицы играют недооцененную роль в распространении болезней, переносимых клещами, из-за их способности к дальним путешествиям и тенденции делить свое время в разных частях мира - закономерности, которые меняются из-за изменения климата. Знание того, какие виды птиц способны заражать клещей патогенными микроорганизмами, может помочь ученым предсказать, где могут возникнуть заболевания, переносимые клещами, и представлять риск для здоровья людей.
Новое исследование, опубликованное в журнале Global Ecology and Biogeography, использовало машинное обучение для выявления видов птиц, которые могут передавать бактерию болезни Лайма (Borrelia burgdorferi) питающимся клещам. Команда разработала модель, которая идентифицировала птиц, которые, как известно, являются переносчиками болезни Лайма, с точностью 80%, и отметила 21 новый вид, которым следует отдать приоритет для наблюдения.
Ведущий автор Дэниел Беккер, научный сотрудник Университета Индианы, говорит: «Мы знаем, что птицы могут заражать клещей бактерией Лайма, однако до сих пор никто систематически не изучал экологические и эволюционные факторы, влияющие на то, какая птица виды, скорее всего, являются носителями и распространяют Borrelia burgdorferi в глобальном масштабе. Мы решили заполнить этот пробел, определив черты видов птиц, которые с наибольшей вероятностью передают болезнь Лайма питающимся клещам».
Старший автор Барбара Хан, эколог болезней в Институте исследований экосистем Кэри, говорит: «Чтобы прогнозировать и отслеживать виды, которые могут распространять клещевые болезни среди людей, нам сначала нужно знать, какие черты делают определенных животных хорошими переносчиками патогенов. Здесь мы использовали машинное обучение для оценки особенностей видов птиц в сочетании с данными о заражении болезнью Лайма от клещей, обнаруженных на птицах, чтобы предсказать виды птиц, которые могут распространять болезнь Лайма».
В этом исследовании команда провела поиск в опубликованной литературе, чтобы найти исследования, сообщающие о заражении Лаймом клещей, питающихся птицами. Глобальный поиск дал 102 исследования, в том числе данные по клещам, обнаруженным на 183 видах птиц; из них 91 несли клещей с положительным результатом на Borrelia burgdorferi. Эти виды птиц считаются «компетентными» видами-резервуарами, поскольку известно, что они заражают кормящихся клещей Borrelia burgdorferi. Помеченные виды имеют широкий ареал, охватывающий Америку, Африку, Азию и Океанию.
Затем машинное обучение было использовано для сравнения признаков компетентных видов птиц с 4691 другим видом птиц. Данные включали информацию об особенностях истории жизни, таких как состав рациона, место кормления, размер тела, продолжительность жизни, скорость размножения и возраст птенца, а также географическую информацию, такую как расстояние миграции, глобальное расселение и максимальная высота. Они также изучили исходный уровень кортикостерона - гормона стресса у птиц, - который может влиять на восприимчивость к инфекции.
Модель идентифицировала птиц, которые, как известно, передавали болезнь Лайма клещам с точностью 80%, и выявила 21 новый вид, которые должны быть приоритетными для надзора на основе общих признаков с известными компетентными видами. Виды с высоким уровнем риска, как правило, имеют низкий базовый уровень кортикостерона, размножаются и зимуют в высоких широтах и на низких высотах, широко распространены и встречаются либо на крайних точках континуума темпа жизни (виды, которые размножаются рано и умирают молодыми, либо размножаются поздно). и живут дольше).
Виды из рода Turdus, широко известные как настоящие дрозды, имеют значительно большую вероятность компетентности по сравнению с другими таксонами. Это открытие предполагает, что дрозды могут быть видами птиц, наиболее подверженными риску передачи болезни Лайма. Воробьиные, или птицы-птицы-птицы, также, как правило, обладали более высокой компетентностью, как и птицы, которые в основном питаются семенами, и те, которые кормятся на земле - поведение, которое сделало бы их доступными для ищущих клещей.
Выявление видов птиц, способных к болезни Лайма, может иметь прямые последствия для нашего здоровья. Клещевые заболевания, особенно болезнь Лайма, трудно диагностировать. Знание того, где распространяются клещи и болезни, которые они переносят, может помочь практикующим врачам подготовиться к диагностике и лечению, улучшая результаты лечения пациентов.
Из-за изменения климата ареалы размножения многих птиц смещаются на север. По мере распространения птиц в более высокие широты распространяются клещи и патогены. Некоторые виды птиц полностью или частично поселились в городах и пригородах. Птицы, которые могут преуспеть в развитых условиях, особенно те, которые зимуют в этих новых местах в непосредственной близости от людей, повышают риск заражения местных жителей клещевым заболеванием.
Беккер говорит: «Птицы не передают болезнь Лайма людям напрямую, но они могут переносить зараженных клещей в новые места, где ранее не было случаев болезни Лайма. Клещ может упасть с птицы в сад или двор, где позже он может укусить и заразить человека. Если местные врачи не знакомы с симптомами Лайма, правильный диагноз может быть отложен. Выявление мест, где распространяются клещи, может улучшить медицинскую помощь при болезни Лайма и других клещевых заболеваниях».
Хан заключает: «Эти результаты напоминают нам о том, что компетентность патогенов сильно различается даже среди животных одного семейства. Методы машинного обучения позволяют нам анализировать черты животных и помогают нам прогнозировать опасные виды в глобальном масштабе - не только для Лайма, но и для других клещевых и зоонозных заболеваний, которые затрагивают несколько видов хозяев. Эти прогнозы могут предоставить важную информацию для руководства ранними вмешательствами, предотвращения распространения болезни и защиты нашего здоровья».