Глобальное потепление способствует распространению вирусов и бактерий на европейском континенте

Так как изменение климата влияет на ареалы обитания видов и отражается на путях миграции животных, а переносимые ими вирусы, бактерии и паразиты могут быть чувствительны к условиям внешней среды, неизбежным следствием глобального потепления становится изменение распространенности патогенов во всех регионах мира. Проанализировав данные мониторинга инфекционных заболеваний среди диких птиц и летучих мышей, известных как важные резервуары множества патогенов, с 1962 по 2020 годы, группа ученых из Хельсинки показала, что вирусы, в том числе представляющие опасность для человека и сельскохозяйственных животных, получают все большее распространение к северу вглубь континента. Распространение бактерий зависит от климатических перемен менее однозначно.

Чтобы изучать временную динамику распространенности патогенов и сопоставлять ее с климатогеографическими данными, ученые решили создать открытую базу данных. Авторы регистрировали в ней наблюдения, представлявшие собой сведения о месте, периоде времени и количестве особей определенного вида, протестированных на наличие определенного патогена. Для этой работы они отобрали 720 статей, содержащих детализованную информацию о наличии патогенов в естественных экосистемах на территории Европы и сопредельных регионов. В этот список вошли также статьи на национальных языках, в том числе на русском.

При положительном результате анализа на тот или иной патоген в базе указывали частоту зараженных особей среди обследованных. Если же патоген не был обнаружен, такие наблюдения фиксировались с указанием нулевой частоты обнаружения. В итоге сформированная база включала записи о 11 262 и 677 наблюдениях у 376 видов птиц и 39 видов летучих мышей, соответственно, содержащие географическую и временную привязку.

Для анализа изменений в географической распространенности авторы выделили список из 75 таксонов патогенов — вирусов, бактерий и эукариот (простейших и грибков), — и обработали данные 8822 соответствующих наблюдений. Полученную картину они сопоставили с динамикой долгосрочных климатических переменных — среднегодовой температурой и годовым количеством осадков в местах отбора проб. В случаях, когда был известен сезон проведения мониторинга, авторы вносили поправки на сезонность. Кроме того, вероятность влияния видовой принадлежности хозяина была также учтена при расчетах, так как результаты наблюдений, относящихся к одному патогену, могли быть получены от разных видов хозяев.

Попробовав несколько статистических моделей, авторы убедились в согласованности результатов и констатировали, что распространенность патогенных бактерий как обобщенной группы сокращалась с увеличением количества осадков, в то время как вирусы демонстрировали противоположное. Увеличение количества осадков в средней полосе, в зоне континентального климата, — часть общего тренда, связываемого с глобальным потеплением. При этом и бактерии, и вирусы показали положительную связь распространенности с повышением среднегодовых температур.

Более детальный анализ по 17 отдельным таксонам, для которых было набрано достаточно данных, показал, что с ростом температуры заметно большее распространение получили шесть из них. Это вирус гриппа А, плазмодии (род простейших, включающий возбудителей малярии птиц и людей) и четыре бактериальных таксона: Rickettsia, Coxiella, Salmonella и Chlamydia. Из пяти родов бактерий, имевших значимую корреляцию с уровнем осадков, больше показали негативную зависимость, что согласуется с обобщенной моделью (в частности, Escherichia, Campylobacter и Borrelia; к последнему роду относится возбудитель болезни Лайма). Распространенность анаплазмы и сальмонеллы, напротив, повысилась. Авторы отмечают, что повышение уровня осадков положительно сказывается на доступности водно-болотистых угодий. Это способствует расселению водоплавающих птиц — основных хозяев гриппа А, анаплазмы и сальмонеллы, но также и тех бактерий, чья распространенность снизилась. Более очевидным образом, рост осадков и температуры способствует распространению и увеличению биоразнообразия комаров, переносчиков многих патогенов, таких как плазмодии, вирусы Синдбис и Усуту. Первый из вирусов может вызывать заболевание, известное в России как карельская лихорадка, и впервые был выявлен на территории Финляндии и Швеции в середине 70-х годов. Второй был известен как африканский вирус, но распространение в Европе фиксируется с 2001 года, когда им была вызвана массовая гибель птиц.

Хотя летучие мыши значительно реже, чем птицы, становились объектами мониторинга за прошедшие десятилетия, среди них обнаружилась значительно более высокая распространенность изученных патогенов. Как показали другие недавние исследования, для их инфекционных агентов характерна также и более высокая вирулентность, что подчеркивает важность изучения экологии этих животных.

Ссылаясь на предыдущие работы, авторы отмечают, что изменения риска заболеваний в условиях глобального потепления могут угрожать устойчивости и выживанию популяций, а локальное вымирание или сокращение численности некоторых видов хозяев может способствовать передаче патогена новым хозяевам. Таким образом, при увеличении видового разнообразия в сообществах из-за проникновения южных видов севернее может происходить также занос патогенов, переносимых данными видами. С другой стороны, напротив, сокращение числа видов и обеднение сообществ может способствовать вспышкам инфекционных заболеваний. Последнее связано с экологическим эффектом разбавления, когда наличие нескольких видов создает как бы «вязкую» среду для патогена: виды, являющиеся ценными хозяевами (т.е. такими, которые способны эффективно распространять патоген), конкурируют и взаимодействуют с другими, что стабилизирует их численность. Дестабилизация сообществ и резкие перепады численности животных, являющихся резервуарами патогенов, может способствовать передаче последних к новым хозяевам.