Синдром белого носа ( WNS ) — грибковое заболевание североамериканских летучих мышей , которое привело к резкому сокращению популяции летучих мышей в Соединенных Штатах и Канаде, по сообщениям, унеся жизни миллионов людей по состоянию на 2018 год. [1] Заболевание получило свое название из-за характерного грибкового роста вокруг морд и на крыльях зимующих летучих мышей. Впервые оно было выявлено на фотографии, сделанной в феврале 2006 года в пещере, расположенной в округе Скохари, штат Нью-Йорк . [2] С тех пор синдром быстро распространился. В начале 2018 года он был выявлен в 33 штатах США и семи провинциях Канады; кроме того, грибок, хотя и без синдрома, был обнаружен еще в трех штатах. [3] Большинство случаев заболевания зафиксировано в восточной половине обеих стран, но в марте 2016 года он был подтвержден у маленькой коричневой летучей мыши в штате Вашингтон. [4] В 2019 году впервые признаки грибка были обнаружены в Калифорнии, хотя ни одной пораженной летучей мыши обнаружено не было. [5]
Заболевание вызывает грибок Pseudogymnoascus destructans , который колонизирует кожу летучих мышей. Очевидного лечения или средств предотвращения передачи не известно, [6] [7] а некоторые виды сократились более чем на 90% в течение пяти лет после того, как болезнь достигла места. [8]
Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США (USFWS) призвала к мораторию на спелеологическую деятельность в пострадавших районах [9] и настоятельно рекомендует дезактивировать одежду или оборудование в таких районах после каждого использования. Национальное спелеологическое общество поддерживает обновленную страницу, чтобы держать спелеологов в курсе текущих событий и рекомендаций. [10]
По оценкам, в 2012 году [обновлять]синдром белого носа стал причиной от 5,7 до 6,7 миллионов смертей летучих мышей в Северной Америке. [1] В 2008 году численность летучих мышей в некоторых пещерах сократилась более чем на 90%. [11] [12] Алан Хикс из Департамента охраны окружающей среды штата Нью-Йорк описал последствия 2008 года как «беспрецедентные» и «самую серьезную угрозу для летучих мышей... когда-либо существовавшую». [13] В 2016 году сообщалось, что популяции летучих мышей в пещерах и шахтах Джорджии были уничтожены аналогичным образом после того, как грибок был впервые обнаружен там в 2013 году. [14]
По состоянию на 2021 год [обновлять]двенадцать видов североамериканских летучих мышей, включая два находящихся под угрозой исчезновения вида и один находящийся под угрозой исчезновения, были затронуты синдромом WNS или подверглись воздействию вызывающего его грибка Pseudogymnoascus destructans , при этом последствия сильно различались. [15] По состоянию на 2012 год четыре вида значительно сократились, и было предсказано вымирание по крайней мере одного вида. [8] Сокращение численности включало виды, уже занесенные в список находящихся под угрозой исчезновения в США, такие как летучая мышь Индианы , чья зимняя спячка во многих штатах была затронута. [16] Некогда обычная маленькая коричневая летучая мышь претерпела серьезный коллапс популяции на северо-востоке США, [17] хотя некоторые особи могут быть генетически устойчивы к этому заболеванию. [18] В 2012 году сообщалось, что северная длинноухая нетопырь ( Myotis septentrionalis ) была истреблена во всех местах, где заболевание присутствовало более четырех лет. [8] В 2009 году численность виргинской большеухой летучей мыши ( Corynorhinus townsendii virginianus ), официальной летучей мыши штата Вирджиния, [19] и серой летучей мыши еще не снизилась.
Помимо прямого воздействия на популяции летучих мышей, WNS имеет более широкие экологические последствия. Лесная служба подсчитала в 2008 году, что вымирание от синдрома белого носа означает, что по крайней мере 2,4 миллиона фунтов (1,1 миллиона кг или 1100 тонн) насекомых останутся несъеденными и станут финансовым бременем для фермеров, что может привести к повреждению урожая или иметь другие экономические последствия в Новой Англии . [11] По оценкам, летучие мыши экономят фермерам в США 3 миллиарда долларов в год на услугах по борьбе с вредителями. Кроме того, многочисленные виды летучих мышей обеспечивают важные услуги по опылению и распространению семян. [4]
В 2008 году сравнения были проведены с синдромом разрушения колоний , еще одним плохо изученным явлением, приведшим к внезапному исчезновению западных колоний медоносных пчел , [20] [21] и с хитридиомикозом , грибковым заболеванием кожи, связанным с сокращением популяций земноводных во всем мире . [22] [23]
Подтвержденные североамериканские виды летучих мышей, идентифицированные с диагностическими симптомами синдрома белого носа: [24] | ||||
---|---|---|---|---|
Изображение | Научное название | Общее название | Диапазон | Статус сохранения [25] |
Эптезикус фускус | Большая коричневая летучая мышь | Наименьшие опасения | ||
Myotis evotis | Длинноухая невус | Наименьшие опасения | ||
Myotis grisescens | Серая летучая мышь | Уязвимый | ||
Myotis leibii | Восточная коротконогая летучая мышь | Находящийся под угрозой исчезновения | ||
Myotis lucifugus | Маленькая коричневая летучая мышь | Находящийся под угрозой исчезновения | ||
Myotis septentrionalis | Северная невус | Близкий к угрожаемому | ||
Myotis sodalis | Индиана летучая мышь | Близкий к угрожаемому | ||
Myotis thisanodes (Неопёнок тисанодес) | Невядина бахромчатая | Наименьшие опасения | ||
Myotis velifer | Пещерная неопушёнка | Наименьшие опасения | ||
Myotis volans | Длинноногая невус | Наименьшие опасения | ||
Myotis yumanensis | Юма летучая мышь | Наименьшие опасения | ||
Перимиотис субфлавус | Трехцветная летучая мышь | Уязвимый |
Биологи Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США собирали информацию на каждом участке относительно количества пострадавших летучих мышей, географического охвата вспышек и образцов пострадавших летучих мышей. Они разработали географическую базу данных для отслеживания местоположения участков, где был обнаружен WNS. [26] Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных сотрудничает с Северо-восточной пещерной охраной для отслеживания перемещений спелеологов, которые посетили пострадавшие участки в Нью-Йорке. [26]
В 2009 году Служба рекомендовала закрыть пещеры для исследователей в 20 штатах, от Среднего Запада до Новой Англии. Эта директива должна была быть распространена на 13 южных штатов. Один ученый из Вирджинии заявил: «Если это попадет в пещеры к югу от нас, в таких местах, как Теннесси, Кентукки, Джорджия и Алабама, мы будем говорить о миллионах смертей». [19] В марте 2012 года WNS был обнаружен у некоторых трехцветных летучих мышей ( Perimyotis subflavus ) в пещере Рассела в округе Джексон, штат Алабама . [27]
Гриб Pseudogymnoascus destructans является основной причиной WNS. [28] Он предпочтительно растет в диапазоне 4–15 °C (39–59 °F) и не будет расти при температуре выше 20 °C (68 °F). [29] Он холодолюбив или психрофилен . Он филогенетически связан с Geomyces spp ., но с конидиальной морфологией, отличной от охарактеризованных членов этого рода. [22] Ранние лабораторные исследования поместили гриб в род Geomyces , [22] [30] но более поздняя филогенетическая оценка показала, что этот организм следует переклассифицировать в Pseudogymnoascus . [31]
Исследование 2011 года показало, что у 100% здоровых североамериканских летучих мышей, инфицированных грибком, выращенным у инфицированных летучих мышей, наблюдаются поражения, соответствующие заболеванию. [30] Прямая микроскопия и анализы культур показали, что кожа летучих мышей, пораженных WNS, колонизирована грибком. [22]
Вид был обнаружен у летучих мышей в Европе и Азии, [32] [33] [34] однако, никакой необычной смертности не удалось приписать инфекциям. [35] [36] Генетические исследования показали, что грибок, должно быть, находился в Европе в течение длительного времени и, скорее всего, был перенесен в Северную Америку как новый патоген. [37] [38]
Лабораторный эксперимент предполагает, что для заражения одной летучей мышью другой требуется физический контакт, поскольку летучие мыши в сетчатых клетках, расположенных рядом с инфицированными летучими мышами, не заражались грибком. Это означает, что грибок не передается воздушно-капельным путем или, по крайней мере, не передается от летучей мыши к летучей мыши через воздух. [30] Основной способ распространения этого грибка — контакт летучей мыши с летучей мышью или контакт зараженной пещеры с летучей мышью. Роль людей в распространении заболевания является предметом споров. Вероятно, грибок был занесен в Северную Америку деятельностью человека, поскольку летучие мыши обычно не мигрируют между Европой и Северной Америкой, и грибок был впервые обнаружен в Нью-Йорке, где находятся крупные трансатлантические воздушные и судоходные терминалы. Было задокументировано географическое перемещение летучих мышей на кораблях и самолетах. [39] Исследования показали, что грибок может сохраняться на одежде человека и, таким образом, может переноситься людьми между местами, но по состоянию на 2016 год не было продемонстрировано, что это сыграло какую-либо роль в распространении заболевания. [40] [41]
Визуально наиболее очевидным признаком заражения является наличие белого грибкового роста на мордах и мембранах крыльев пораженных летучих мышей. Однако P. destructans может также присутствовать в более низких концентрациях, не приводя к очевидным видимым сигналам, сохраняясь как скрытое заражение ; это, по-видимому, более вероятно у некоторых видов, чем у других (например, серая летучая мышь ). [42]
Еще в 2011 году была выдвинута гипотеза, что преждевременное расходование жировых запасов для выживания зимой может быть причиной смерти. [43] Исследование 2014 года показало, что, хотя летучие мыши могут успешно бороться с грибком в период с середины октября по май, их устойчивость падает почти до нуля, как только они начинают впадать в спячку, когда животные останавливают свой метаболизм, чтобы сэкономить энергию. Признаки, наблюдаемые при WNS, включают необычное зимнее поведение, такое как необычно частое или необычно длительное пробуждение из состояния оцепенения . Каждый раз, когда они просыпаются, они начинают использовать больше энергии, и если это происходит слишком часто, они могут израсходовать свои жировые запасы и умереть от голода. Некоторые летучие мыши даже покидают свои зимние убежища в поисках отсутствующих насекомых и рискуют умереть от холода. Следовательно, многие инфицированные летучие мыши не доживают до весны, когда их иммунная система и температура тела повышаются, и снова появляются источники пищи в виде насекомых. [44]
До декабря 2014 года причина аномального поведения оставалась неясной, поскольку не существовало физиологических данных, связывающих измененное поведение с предполагаемым увеличением потребности в энергии.
Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных опубликовала исследование случай-контроль в декабре 2014 года: из 60 маленьких коричневых летучих мышей 39 летучих мышей были случайным образом распределены по группам заражения путем нанесения конидий на кожу дорсальной поверхности обоих крыльев, а 21 летучая мышь осталась в качестве контроля. Всех наблюдали в течение 95 дней и усыпили. У 32 летучих мышей развился WNS (30 от легкой до умеренной степени и 2 от умеренной до тяжелой). Остальные семь инфицированных летучих мышей были ПЦР-положительными с нормальной гистологией крыльев. Инфицированные летучие мыши с WNS имели более высокие пропорции массы мышечной ткани к массе жировой ткани, чем неинфицированные летучие мыши при измерении увеличения общего объема воды в организме в процентах от массы тела. Инфицированные летучие мыши потребляли в два раза больше энергии, чем здоровые летучие мыши, и умерли от голода. Прямые расчеты расхода энергии не удавались для большинства летучих мышей, поскольку концентрации изотопов были неотличимы от фоновых. В этом эксперименте также не было разницы в продолжительности оцепенения; средняя продолжительность оцепенения для инфицированных летучих мышей составила 9,1 дня со средней продолжительностью пробуждения 54 минуты. Средняя продолжительность оцепенения для контрольных летучих мышей составила 8,5 дня со средней продолжительностью пробуждения 55 минут. [45] Инфицированные летучие мыши страдали респираторным ацидозом со средним pCO₂ почти на 40% выше, чем у здоровых летучих мышей, а концентрация калия была значительно выше. [45] Следовательно, существует следующая модель заражения: Pseudogymnoascus destructans колонизирует и в конечном итоге проникает в эпидермис крыла. Это вызывает повышенный расход энергии и повышенный pCO₂ в крови и бикарбонат, называемый хроническим респираторным ацидозом, возможно, из-за проблем с диффузией. Гиперкалиемия (повышенный уровень калия в крови) возникает из-за вызванного ацидозом внеклеточного сдвига калия. Умирающие инфицированные клетки также могут выделять свой (внутриклеточный) калий в кровь. Поврежденный эпидермис крыла может стимулировать повышенную частоту пробуждения от оцепенения, что удаляет избыток CO₂ и нормализует pH крови за счет гидратации и жировых запасов. С ухудшением повреждения крыла эффекты усугубляются потерей воды и электролитов через рану (гипотоническое обезвоживание), что стимулирует более частые пробуждения в положительной обратной связи, что в конечном итоге приводит к смерти. [45]
Заболевание было впервые зарегистрировано в январе 2007 года в пещерах Нью-Йорка [20], хотя ретроспективно оно было обнаружено на фотографии, сделанной в начале 2006 года. К 2008 году оно распространилось на другие пещеры Нью-Йорка, а также в Вермонт , Массачусетс и Коннектикут . [46] [47] В начале 2009 года оно было подтверждено в Нью-Гэмпшире [48] , Нью-Джерси , Пенсильвании [49] , Вирджинии [ 50] , Западной Вирджинии [46] и в марте 2010 года в Онтарио ( Канада), Мэриленде [51] , Среднем Теннесси , Миссури [52] и Квебеке (Канада). [53] [54] В 2011 году синдром был подтвержден в Огайо , [55] Индиане , [56] Кентукки , [57] Северной Каролине , [50] Мэне , [58] Нью-Брансуике и Новой Шотландии . [59] Зимой 2011–2012 годов Алабама , [27] Делавэр [60] и Арканзас [61] подтвердили заболевание у летучих мышей, а новые случаи были выявлены на северо-востоке Огайо , [62] и в национальном парке Акадия в штате Мэн . [63] Подтвержденные случаи появились в 2013 году в Джорджии , [64] Южной Каролине , [65] Иллинойсе , [66] и канадской провинции Остров Принца Эдуарда . [67] В марте 2014 года сотрудники WDNR и USGS, проводившие плановое наблюдение, обнаружили синдром белого носа в одной шахте в округе Грант, штат Висконсин , а Национальный центр здоровья дикой природы USGS позже подтвердил наличие заболевания. [68] В апреле 2014 года Департамент природных ресурсов Мичигана объявил, что заболевание было обнаружено в округах Алпена , Макино и Дикинсон . [69] В мае 2014 года после повторного тестирования образец Myotis velifer из Оклахомы и другие мазки и образцы из этого района дали отрицательный результат, а Оклахома и Myotis veliferбыли исключены из списка подозреваемых WNS. [70]
По состоянию на апрель 2014 года синдром был подтвержден в 25 штатах и 5 канадских провинциях. Возбудитель грибка был подтвержден еще в трех штатах: Айова , Миннесота и Миссисипи . [71]
В марте 2016 года в штате Вашингтон была обнаружена маленькая коричневая летучая мышь ( Myotis lucifugus ) , зараженная синдромом белого носа. Исследователи с помощью анализа ДНК подозревают, что источник инфекции у этой особи возник на востоке США. Это самый западный случай, обнаруженный в Северной Америке на данный момент. [72] Второй случай синдрома белого носа был обнаружен в Вашингтоне в апреле 2017 года. Зараженная летучая мышь была Yuma myotis ( Myotis yumanensis ), что стало первым случаем обнаружения заболевания у этого вида. [73]
В марте 2017 года грибок был обнаружен у летучих мышей в шести округах северного Техаса, в результате чего число штатов, где обнаружен грибок, достигло 33. Три вида летучих мышей дали положительный результат. [74]
В апреле 2018 года было объявлено, что в Канзасе были зарегистрированы летучие мыши с синдромом белого носа, что стало первым случаем обнаружения инфицированных летучих мышей в Канзасе. [75]
В мае 2018 года было объявлено, что летучие мыши в Манитобе были инфицированы синдромом белого носа. [76]
В мае 2019 года грибок был обнаружен в месте обитания крупнейшей колонии летучих мышей в мире, в пещере Бракен , недалеко от Сан-Антонио, штат Техас . [77]
Хотя полевые исследования, проведенные в 2020 году, подтвердили наличие грибка во многих округах Монтаны , первая смерть зараженной летучей мыши была подтверждена в апреле 2021 года. [78]
В начале 2023 года грибок был обнаружен в гуано летучих мышей недалеко от города Гранд-Форкс в Британской Колумбии . [79]
Грибок Pseudogymnoascus destructans , или близкородственный вид грибка, был обнаружен в образцах почвы из зараженных пещер и предполагает, что он может переноситься из пещеры в пещеру почвой, например, через одежду человека. [80] Методы предосторожности для дезактивации поощряются, чтобы подавить возможное распространение спор людьми. Группа по дезактивации WNS, подгруппа Рабочей группы по управлению заболеваниями, опубликовала национальный протокол дезактивации 15 марта 2012 года. Они пересмотрели протокол 25 июня 2012 года. [81] В мае 2015 года на основе лабораторных испытаний была выпущена рекомендация увеличить температуру обработки горячей водой для подводного оборудования до 60 °C (140 °F) в течение 20 минут (с 50 °C (122 °F)). Все остальные указания в существующем протоколе должны соблюдаться. [82]
С 2008 года организации по управлению пещерами и сохранению природы начали требовать, чтобы посетители пещер ограничивали свою деятельность и дезинфицировали одежду и оборудование, которые использовались в потенциально зараженных пещерах. [83] Текущий протокол идет дальше и указывает, что во многих случаях повторное использование даже продезинфицированного снаряжения нецелесообразно, и что следует использовать новое снаряжение. [81] : 3
В некоторых случаях доступ к пещерам полностью закрыт. [84] По словам комиссара Департамента охраны окружающей среды штата Нью-Йорк Бэзила Сеггоса, «Исследования ... показывают, что синдром белого носа делает летучих мышей чрезвычайно восприимчивыми к беспокойствам. Даже один, казалось бы, тихий визит может убить летучих мышей, которые в противном случае пережили бы зиму. Если вы видите зимующих летучих мышей, считайте, что вы причиняете вред, и немедленно уходите». Когда зимующих летучих мышей беспокоят, это повышает температуру их тела, истощая жировые запасы. [85]
Исследование, проведенное в 2019 году, показало, что летучие мыши, обработанные Pseudomonas fluorescens , пробиотической бактерией, ранее использовавшейся при лечении хитридиомикоза , имели в пять раз больше шансов выжить после спячки. [86]
{{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )