Клещи, передающие болезнь Лайма людям, умирают от обезвоживания при воздействии сочетания высокой температуры и пониженной влажности, показало новое исследование, проведенное Геологической службой США. В более раннем связанном исследовании исследователи обнаружили, что южные черноногие клещи, в отличие от северных, обычно прячутся под слоем листьев, где они реже сталкиваются с людьми. Исследовательская группа, результаты которой были опубликованы 11 января в журнале PLOS ONE, предполагает, что южные клещи обычно прячутся под листьями, чтобы сохранить влагу, и что такое поведение является ключевой причиной того, что болезнь Лайма очень редко встречается на юге.
Болезнь Лайма заболевает примерно 300 000 американцев в год, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, что делает ее более распространенной в этой стране, чем вирус Западного Нила или любое другое заболевание, передающееся насекомыми или паукообразными. Черноногие клещи подхватывают болезнетворные бактерии Borrelia burgdorferi, кусая инфицированных животных, и затем могут передавать болезнь Лайма людям при последующем укусе. Болезнь вызывает лихорадку, головную боль, утомляемость, иногда сыпь. Если вовремя не начать лечение, болезнь Лайма может повредить сердце, суставы и нервную систему.
Существуют большие региональные различия в распространенности болезни Лайма. В 2015 году Алабама сообщила CDC об 11 подтвержденных случаях среди населения около 5 миллионов человек. В Вермонте с населением менее 700 000 человек был подтвержден 491 случай. Всего на 14 штатов на северо-востоке, в Средней Атлантике и на севере Среднего Запада обычно приходится 95% всех зарегистрированных случаев болезни Лайма.
В поисках объяснения этого явления эколог-исследователь Геологической службы США Говард Гинзберг и его коллеги из Университета Род-Айленда и Мичиганского государственного университета изучают метаболизм, жизненный цикл и поведение черноногих клещей. В 2014 году они собрали личинок клещей в разных частях восточной части США и обнаружили, что независимо от того, откуда они прибыли, все личинки живут дольше при относительно низких температурах. Более длительная продолжительность жизни увеличивает вероятность того, что клещи проживут достаточно долго, чтобы сначала укусить животное, несущее Borrelia burgdorferi, а затем укусить человека. В другом исследовании, проведенном в 2015 году, коллеги из исследовательской группы обнаружили, что северные клещи часто взбираются на стебли растений, где их может задеть прохожий, тогда как южные клещи обычно остаются скрытыми под слоем листьев.
«На севере, когда вы идете по лесу, вы идете прямо через среду обитания клещей», - сказал Гинзберг, руководитель полевой станции Центра исследования дикой природы USGS Patuxent в Кингстоне, штат Род-Айленд. «На юге вы ходите по верхушке среды обитания. Мы считаем, что это ключевое отличие. Поэтому следующим шагом было выяснить, почему это происходит».
Чтобы выяснить, какую роль играют региональные условия температуры и влажности в выживании клещей, Гинзберг и его коллеги недавно провели первое исследование, в котором рассматривались оба фактора. В лаборатории они подвергли неполовозрелых черноногих клещей искусственному северному климату с температурой от 72 до 74 градусов по Фаренгейту и южному климату от 90 до 92 градусов по Фаренгейту. Влажность была установлена на 75, 85 или 95 процентов. Чтобы исключить последствия генетических различий между северными и южными популяциями, исследователи протестировали клещей из Род-Айленда и выращенных в лаборатории гибридов, один родитель из Висконсина, а другой из Южной Каролины..
Исследователи обнаружили, что сочетание высокой температуры и низкой влажности было смертельным для гибридных клещей. При высокой влажности около четырех пятых гибридных клещей смогли выжить при температуре 90 градусов четыре дня и более. Но при средней влажности менее трети клещей так долго пережили высокие температуры. Влияние влажности было также очевидным для клещей Род-Айленда, которые обычно умирали в течение двух-четырех дней при самой низкой влажности, но жили в течение месяца или более при высокой влажности, независимо от того, насколько жарко было.
Исследователи предполагают, что со временем южные клещи эволюционировали, чтобы оставаться во влажной среде под листьями, где они реже сталкиваются с людьми.
«Было проведено много исследований, направленных на выяснение того, что делает черноногих клещей более эффективными переносчиками болезни Лайма на севере, чем на юге», - сказал профессор энтомологии Университета Род-Айленда Роджер Лебрун, соавтор -автор исследования. «Люди рассматривали все, от влияния температуры на жизненные циклы клещей до типов животных, которыми клещи питаются. Вероятно, все это играет роль. является критическим фактором."
Если климат станет теплее и суше в приграничных зонах, таких как Средняя Атлантика, болезнь Лайма может в конечном итоге стать там менее распространенной, сказал Гинзберг. «Например, в районе Чесапикского залива мы могли бы наблюдать давление естественного отбора на северных клещей, чтобы они вели себя больше как южные клещи и оставались в укрытии, чтобы мы могли меньше заболеть болезнью Лайма."