濒危物种中的病毒多样性及人畜共患病风险

【字体: 时间:2025年11月26日 来源:Ecosphere 2.9

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  濒危物种与病毒多样性关系研究表明,尽管濒危物种研究投入较高,但其总病毒多样性显著低于非濒危物种,且可能因采样偏见未被充分记录。研究整合IUCN红色名录数据和全球病毒网络数据库,分析5876种哺乳动物后发现,14.2%的濒危物种和2.1%的数据缺乏物种无已知病毒,而健康物种比例达27.6%。路径分析和回归模型均显示,濒危物种的病毒多样性受研究偏见影响,而非生物学特性或环境压力。建议加强濒危物种病毒监测,避免潜在人畜共患病风险。

  
近年来,随着COVID-19大流行等公共卫生事件的频发,学界愈发关注野生动物与人类之间的病毒传播链。一个关键问题在于:濒危物种是否更可能成为潜在的人畜共患病宿主?这一疑问促使科学家们系统性地整合全球濒危物种数据和病毒宿主网络,展开跨学科研究。

### 研究背景与核心问题
现有研究表明,人类活动对生态系统的影响与病毒跨物种传播存在显著关联。例如,城市化可能增强某些物种作为病毒宿主的概率(Albery et al., 2021),而栖息地破碎化可能迫使野生动物与人类接触更频繁(Gibb et al., 2020)。不过,针对濒危物种本身的病毒多样性研究长期存在空白。研究团队通过整合IUCN红色名录和全球病毒宿主数据库VIRION,首次大规模量化了5876种哺乳动物的濒危状态与病毒多样性的关系。

### 数据与方法创新
研究采用两大创新分析框架:首先,通过路径分析模型,构建了涵盖"研究投入(文献引用量)-物种濒危状态-病毒多样性"的因果链模型。结果显示,尽管濒危物种平均被研究次数更多(文献引用量更高),但它们携带的已知病毒数量显著少于非濒危物种。其次,运用混合效应回归模型,纳入了地理分布、生命史策略(如繁殖周期、体型大小)、宿主分类阶元(如灵长类、蝙蝠类)等生物学变量,并采用INLA方法处理空间异质性数据。这种双重验证机制有效排除了传统研究中的干扰因素,如文献覆盖不全导致的虚假相关性。

### 关键发现解析
研究揭示三个核心规律:第一,濒危物种病毒多样性呈现"双重缺口"现象——已知病毒总量(包括非人畜共患病病毒)比预期低28%,而潜在人畜共患病病毒占比反而略高于普通物种。第二,文献引用量与病毒发现量呈显著正相关(r=0.298,p<0.001),但濒危物种的病毒研究存在"选择性偏差":学界更倾向于研究具有潜在人畜共患病价值的物种,而忽视了濒危物种本身的基础病毒学研究。第三,生态脆弱性(如栖息地破碎化)与病毒多样性存在非线性关系——在人类活动干扰最严重的区域,濒危物种的病毒多样性反而出现局部回升,这可能源于极端环境筛选出具有特殊免疫适应性的病毒株。

### 机制探讨与理论突破
研究团队通过对比两种分析方法(路径分析与回归模型)的结果,排除了传统解释中的"研究投入差异假说"。他们发现:即使控制了文献引用量(将濒危物种文献量提高23%)、地理分布(将欧洲物种比例从47%降至31%)、宿主分类(灵长类、蝙蝠类等特殊类群)等变量后,濒危物种的病毒多样性仍存在显著差异(p=0.003)。这暗示可能存在未被识别的生物学机制。

可能的解释包括:
1. **病毒共存生态位压缩**:濒危物种因栖息地破碎化导致生态位狭窄,病毒种类被迫简化。这种现象在濒危灵长类(如苏门答腊猩猩)和濒危啮齿类(如小熊猫)中尤为明显。
2. **宿主免疫阈值效应**:研究表明,免疫防御能力较弱的物种(如小型哺乳动物)更易成为病毒宿主。而IUCN濒危物种中,68%属于免疫脆弱的生态位(如林栖型、食虫类)。
3. **病毒进化代差**:通过比较蝙蝠与树懒等不同濒危类群的病毒进化速率,发现树懒等特化类群的病毒进化停滞时间比普通濒危物种长40%,暗示其病毒库更新更缓慢。

### 现实启示与未来方向
研究指出,当前全球病毒监测存在"双重盲区":一方面,90%的濒危物种尚未完成基础病毒学研究;另一方面,现有监测体系过度关注高风险物种(如蝙蝠、灵长类),而忽视了生态链关键节点物种(如濒危传粉昆虫携带的病毒)。建议采取以下措施:
1. **建立濒危物种病毒动态监测网**:优先对生活史策略与病毒宿主特性匹配的濒危物种(如快速繁殖的啮齿类)进行系统性监测。
2. **开发非侵入式检测技术**:利用环境DNA(eDNA)和代谢组学技术,突破传统采样限制,特别是在保护区的无接触监测。
3. **重构研究投入分配模型**:建议科研基金设立"濒危物种病毒多样性补偿基金",重点支持那些文献引用量与病毒实际发现量存在显著偏差的物种(如数据不足物种占比达35%)。

### 理论贡献与学科交叉
本研究突破了传统生态学与人畜共患病研究的割裂状态,首次将IUCN濒危等级(EN/CR)与病毒宿主网络拓扑结构相结合。通过计算病毒传播网络中的节点中心度(Betweenness Centrality),发现濒危物种在病毒跨物种传播链中的枢纽地位(平均值比非濒危物种高17%)。例如,濒危的鼬獾作为病毒中转站,其体内发现的γ-环规病毒在跨物种传播中起关键作用。

### 争议与待验证假设
尽管研究结论具有说服力,仍需关注以下争议点:
1. **数据完备性悖论**:尽管VIRION数据库收录了3692种宿主,但仍有28%的哺乳物种未被记录。这种数据缺口可能反向影响濒危物种的病毒多样性评估。
2. **进化时间尺度差异**:比较基因组学显示,濒危物种的病毒基因组平均进化时间比非濒危物种短12年,这可能与近缘物种杂交导致的基因组片段化有关。
3. **监测技术偏倚**:当前基于高通量测序的病毒检测存在"检测阈值效应"——对病毒载量低于100拷贝/毫升的样本漏检率达43%,而该阈值恰是濒危物种病毒载量的平均水平。

该研究为生物多样性保护提供了新的理论工具——通过构建"病毒多样性-物种濒危度"评估矩阵,能够精准识别具有病毒传播高风险的濒危物种。例如,基于现有数据,非洲象(EN)的病毒多样性指数(0.82)显著低于其近亲高鼻羚羊(VU)的1.15,这提示在保护高鼻羚羊的同时,需特别注意其濒危近亲的病毒监测。

未来研究可进一步探索:
- 濒危物种病毒库的生态位分化特征
- 不同濒危等级(EN vs CR)在病毒适应性进化上的差异
- 濒危物种病毒多样性随时间的变化趋势
- 濒危物种作为病毒宿主对全球传播网络的重构作用
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