environments.aq

Портал окружающей среды Антарктики

Заболевания антарктических диких животных

Mystery death of Adelies Ru

Сводная информация

Версия: 1

Опубликовано: 14/12/2015 GMT

Рассмотрено: 14/12/2015 GMT

Авторы

Andres Barbosa* (1#), Erli Schneider Costa (2#), Meagan Dewar (3#), Daniel González-Acuña (4#), Rachael Gray (5#), Michelle Power (6#), Ralph Eric Thijl Vanstreels (7)

(1) Museo Nacional de Ciencias Naturales, CSIC, Spain
(2) Universidade Estadual do Rio Grande do Sul and APECS-Brazil, Brazil
(3) Deakin University, APECS-Oceania, IPECS (International Penguin Early Career Scientists), Australia
(4) Universidad de Concepción, Chile
(5) The University of Sydney, Australia
(6) Macquarie University, Australia
(7) Universidade de São Paulo, Brazil
# Working Group of Health Monitoring of Antarctic Bird and Marine Mammals (EGBAMM-SCAR)

*barbosa@mncn.csic.es

Резюме

В Антарктике было отмечено относительно немного случаев массовой гибели диких животных, причиной которых однозначно можно назвать инфекционные заболевания. Изменения климата и человеческая деятельность в этом регионе могут спровоцировать как увеличение риска переноса боолезнетворных организмов, так и повышение частоты случаев смертности. Информация, имеющаяся относительно присутствия патогенных организмов и заболеваний птиц и морских млекопитающих, довольно скудна и разрозненна и основывается на немногих видах и местах расположения. Несмотря на опасения по поводу интродукции неаборигенных патогенных организмов, не было реализовано каких-либо спланированных программ по контролю над антарктической дикой природой, и поэтому сложно оценить влияние возникновения заболеваний на осуществление природоохранной деятельности. Для реализации программы по контролю за здоровьем дикой природы необходимо проведение долгосрочных исследований, чтобы выявить виды-носители и проводить контроли мест расположения с целью идентификации новых патогенных организмов, а также более детально охарактеризовать вирусные, микробные и паразитические сообщества, аборигенные и привнесенные в Антарктику, и их влияние на физиологию, приспособляемость и выживаемость их носителей.  


Резюме

Инфекционные заболевания – это одна из главных причин смертности диких животных по всему миру. Более того, патогенные организмы и паразиты могут вызвать сублетальный эффект для их носителей, например снижение репродуктивности вследствие физиологических изменений, что может в свою очередь спровоцировать снижение популяции. Инфекции могут также взаимодействовать с токсинами (такими как устойчивые органические загрязнители) (1), повышая уязвимость носителей к вторичным инфекциям от других видов патогенных организмов и паразитов, или приводя к снижению их способности приспосабливаться к экстремальным экологическим изменениям. Новые инфекционные заболевания также представляют существенную угрозу для популяций, в особенности когда определенный вид оказывается неспособным создать эффективную имунную защиту от новых патогенных организмов, с которыми им не приходилось сосуществовать и вместе развиваться.

Антарктика – это достаточно изолированный от остального мира регион, и обитающие здесь сообщества микроорганизмов могут отличаться от тех, что живут в других регионах планеты. Поэтому позвоночные виды, населяющие Антарктику, не находятся длительное время в контакте со многими типами микроорганизмов (в том числе, с патогенными); таким образом, не развиваясь вместе с ними, животные могли не приобрести эффективной иммунной защиты от их воздействия. Еще одним фактором, увеличивающим риск распространения заболеваний диких животных в Антарктике, является тот факт, что многие птицы и млекопитающие живут плотными популяциями, что повышает вероятность передачи заболевания между особями. Однако условия окружающей среды, особенно температура и влажность, могут представлять сложности для привнесенных микроорганизмов (или их беспозвоночных переносчиков/носителей) в плане распространения в данном регионе. В итоге многие патогенные организмы, особенно те, что распространяются с помощью переносчиков, и те, которые имеют соответствующий порог температуры и влажности для успешной передачи, могут иметь ограниченную способность к распространению и не вызывать вспышек заболеваний.

Поэтому исследование состояния здоровья диких животных в Антарктике является очень важной задачей для оценки риска вспышек заболеваний и интродукции патогенных организмов. Имеющаяся в наличии информация относительно заболеваний антарктических животных, включая их возбудителей, патогенности, распространенности и географического охвата, весьма скудна и разрозненна (2, 3, 4). Данные касательно животных, содержащихся в зоопарках, в особенности пингвинов, показывают, что у них развилась восприимчивость к целому ряду заболеваний (2). Более того, в связи с изменением климата ожидается смещение в глобальном распространении патогенных организмов и паразитов (5). Изменения климата уже повлияли на распространение некоторых видов птиц и могут также оказать влияние на паттерны жизненного цикла и физиологию антарктических птиц и морских млекопитающих, что может содействовать распространению патогеных организмов или снижению эффективности иммунной защиты от инфекционных заболеваний.

Имеющиеся в настоящее время знания об инфекционных заболеваниях антарктических птиц и морских млекопитающих были и есть предметом нескольких исследований (2, 3,4). В данном документе мы сосредоточили внимание на вирусах, бактериях и простейших, поскольку они потенциально больше способны вызвать вспышки заболеваний и отклонений у носителей, по сравнению с макропаразитами (живущими как на теле, так и в организме животных), у которых может быть более сложных жизненный цикл.

Существует большое разнообразие патогенных организмов и инфекционных заболеваний морских птиц в Антарктике и субантарктике, что отмечается благодаря прямым свидетельствам проявления инфекции или серологическим доказательствам (Таблица I). 

 

Таблица I: Патогенные организмы и потенциально патогенные микроорганизмы, поражающие морских птиц в Антарктике  (выше 60º ю.ш.)(A) или субантарктике (ниже 60º ю.ш.)(S). Справочная литература указана в квадратных скобках.

 

Прямые доказательства

Серологические доказательства

Вирусные

Вирус инфекционного бурсита (A)[3]) , вирус гриппа A (низкие патогенные штаммы) (A)(S)[4], вирус псевдочумы птиц (A)[4], вирус оспы буревестников (A)[2], парамиксовирусы (Paramyxoviridae) (A,S) (неизвестные штаммы)[2])

Вирус инфекционного бурсита (A)(S) [2], вирус гриппа A (низкие патогенные штаммы (A)[2] , вирус автралийского энцефалита (S)[2,4], вирус псевдочумы птиц (S)(A) [2], флавивирусы (Flaviviridae) (группа Кемерово, сахалинская группа, другие неизвестные штаммы) (S)[4], другие неидентифицированные флавивирусы (A)[2], аденовирус (синдром снижения яйценоскости) (A)[2]

Бактериальные

Alcaligenes faecalis (A), Bacillus spp. (A)[2], Campylobacter lari (A)[2], Campylobacter jejuni (S)[2], Chlamydophylla spp (A)[2], Edwardsiella tarda (A)[2], Erysipelothrix rhusiopathiae (S)[2], Escherichia spp. (A)[2], Enterococcus faecalis (A)[2], Micrococcus sp. (A)[2]), Pasteurella multocida (A,S)[2], Plesiomonas shigelloides (S)[2], Salmonella sp. (A)[2], Staphylococcus saprophyticus (A)[2], Streptococcus fecalis (A)[2], микроорганизмы типа рикеттсия (S)[2]

Borrelia burgdorferi sensu lato (S)[2], Salmonella sp. (A)[2], Chlamydophylla spp. (S)[2], Clostridium sp. (A)[2], Mycoplasma gallisepticum (A)[2], Mycoplasma synoviae (A)[2]

Протозойные

Cryptosporidium sp. (A)[2], Eimeria pygosceli (A)[1], Isospora sp. (A)[2], Sarcocystis sp. (A)[2], Hepatozoon albatrossi (S)[2], Plasmodium (Haemamoeba) sp. (S)[2]

 

Неизвестной этиологии

Болезнь пингвинов, вызывающая потерю оперения (A) [6,7]

 

 

Знания об инфекционных заболеваниях морских млекопитающих менее обширны, чем в отношении морских птиц, и ограничиваются ластоногими (8), при этом нет никаких данных на этот счет о китообразных, обитающих а Южном океане. Salmonella была найдена у многочивленных видов антарктических ластоногих (9, 10), Cryptosporidium был обнаружен в одном из образцов экскрементов морского слона (11), а вирус оспы тюленей был обнаружен у одного морского тюленя (3).

У ластоногих в Антарктике и субантарктике было выявлено начилие антител к некоторым патогенным организмам (Таблица II). 

 

Таблица II.   Патогенные организмы и потенциально патогенные микроорганизмы, поражающие морских млекопитающих в Антарктике  (выше 60º ю.ш.)(A) или субантарктике (ниже 60º ю.ш.)(S).

 

Прямые доказательства

Серологические доказательства

Вирусные

 Вирус оспы тюленей (A)[3]

Вирус собачьей чумки (A)[3], вирус чумы тюленей (A)[3], вирус герпеса тюленей 1 (A,S)[3]

Бактериальные

Campylobacter sp. (A) [11], Salmonella sp. (A)[9,10], E. coli (A)[12]

Acinetobacter calco (S)[3], Bordetella bronchispectica (S)[3], Brucella sp. (A)[3], Corynebacterium sp. (S)[3], Moraxella phylpiruvica (S)[3], Neisseria elongate (S)[3], Proteus sp. (S)[3]

Протозойные

Cryptosporidium sp. (A) [13]

-

 

Тем не менее следует отметить, что начилие антител у диких животных означает, что животное имело контакт с микроорганизмом и у него появился имунный барьер. Это не обязательно значит, что такой микроорганизм вызвал у этого животного заболевание. 

 

Adelie penguin chick

Рисунок 1. Птенец пингвина Адели с признаками заболевания, вследствие которого пингвины теряют оперение. Это недавно выявленное новое заболевание, поражающее птенцов пингвинов Адели на Антарктическом полуострове и Острове Росса.

Случаи массовой гибели животных в Антарктике несомненно редки, из чего можно сделать вывод, что: a) вспышки заболеваний и проблемы со здоровьем не представляют большого риска для антарктических диких животных и/или b) воздействие инфекционных заболеваний недооценивается из-за недостаточного количества исследований и отсутствия систематического долгосрочного контроля  случаев смертности. На сегодняшний день имеются сведения о восьми зарегистрированных случаях смертности животных, которые вероятно были вызваны заболеваниями, и в основном это касается морских птиц (Таблица III).   

 

Таблица III: Случаи массовой гибели морских птиц и морских млекопитающих, зафиксированные в антарктическом регионе.

Виды

Описание случая (вероятно вызванного патогенными организмами или вследствие заболевания)

Расположение

Справочная литература

Пингвин Генту

(Pygoscelis papua)

Несколько сотен особей в конце 60-х годов (вероятно из-за вируса)

Остров Сигни

(60º 43’ю.ш.; 45º 36’з.д.)

14

Пингвин Адели

(Pygoscelis adeliae)

65% птенцов в 1972 году от (неизвестного) заболевания

Берег Моусона

(67º 35’ ю.ш.; 62º 45’в.д.)

15

Королевский пингвин

(Aptenodytes patagonicus)

250-300 особей в 1992-1993 гг. (от неизвестного) заболевания

Остров Марион-Айленд

(46º 52’ю.ш.; 37º 51’в.д.)

16

Золотоволосый пингвин

(Eudyptes chrysolophus)

5000-10000 особей в 1993 году (от коньюктивита)

Остров Марион-Айленд

(46º 52’ю.ш.; 37º 51’в.д.)

16

Желтоклювый альбатрос

(Thalassarche chlororhynchos)

31 птенцов в 1995-1996 гг. И неизвестное число в 1999 и в 2000 годах (от Erysipelothrixrhusiopathidae, Pasteurellamultocida)

Остров Амстердам

(37º 49’ю.ш.; 77º 33’ в.д.

17

Пингвин Адели,

Доминиканская чайка (Larus dominicanus), и поморник (Catharacta sSp.)

86 птиц в 1999-2000 гг. и в 2000-2001 гг. (от птичьей холеры)

Залив Надежды

(63º 23’ю.ш.; 57º 00’з.д.)

18

Амстердамский альбатрос

(Diomediea amsterdamensis)

66% и 74% птенцов в 2000 и 2001 годах соответственно (от неизвестной болезни)

Остров Амстердам

(37º 49’ю.ш.; 77º 33’ в.д.

17

Золотоволосый пингвин

(Eudyptes chrysolophus)

В 2000 и 2004 годах (от птичьей холеры)

Остров Марион-Айленд

(46º 52’ю.ш.; 37º 51’в.д.)

16

Тюлень-крабоед

(Lobodon carcinophagus)

3000 особей в 1955 году (предположительно вследствие заражения вирусом)

Канал принца Густава

(64º 00’ю.ш.; 57º 45’з.д.)

19

 

Однако в некоторых случаях сложно связать гибель животного с болезнью, поскольку чаще всего не проводилось вообще или проводилось мало диагностических расследований.   

Интродукция патогенных организмов в дикую природу Антарктики может происходить из двух основных источников: a) мигрирующие виды, рассредоточенные на длинные расстояния от Антарктики до других регионов (20, 21) (например альбатросы, полярные поморники, гигантские буревестники, длиннохвостые крачки, морские слоны, антарктические морские котики); или b) человеческая дятельность (научные и связанные с ними логистические мероприятия и туризм). Множество способов интродукции неместных видов, в том числе их прямая транспортировка и неправильное обращение с отходами и бытовыми сточными водами с судов, исследовательских станций и полевых лагерей, несут риск интродукции микроорганизмов (22). Проблема интродукции новых патогенных организмов вследствие человеческой деятельности должна стать одним из основных фокусов в работе по долгосрочному сохранению антарктической экосистемы. За последние десятилетия присутствие человека в Антарктике возросло, о чем говорят недавние данные (2013-2014 гг.) МААТО и КОМНАП, согласно которым за один год Антарктику посетило 37 405 туристов и по меньшей мере 4 462 исследователей, плюс в этом регионе работали специалисты по логистике. Учитывая возросший объем деятельности на Антарктическом полуострове и в районе моря Росса, на этих территориях с большей вероятностью могла иметь место интродукция новых патогенных организмов, если способы интродукции аналогичны тем, вследствие которых происходит внедрение инвазивных растений (23). Также следует уделить особое внимание риску антропогенного распространения потенциально патогенных организмов между объектами внутри территории Антарктики.

Контроль за состоянием здоровья диких животных в Антарктике – это необходимая часть мероприятий по охране окружающей среды. Стороны уже ранее признали важное значение исследования заболеваний диких животных и учреждения совместно согласованных международных программ изучения и мониторинга, которые пока отсутствуют. Имеющиеся на сегодняшний день знания о заболеваниях антарктических диких животных были получены только лишь от немногочисленных исследовательских групп, изучающих организмы в пределах своих профессиональных интересов без какой-либо общей структуры для такой работы.  В результате происходит смещение в сторону получения информации о заболеваниях в рамках небольших географических районов или касательно ограниченного количества видов, например пингвинов Южных Шетландских островов, при ограниченных данных по основной части контитента. Чтобы устранить информационные пробелы относительно состояния здоровья и заболеваемости антарктических диких животных была создана рабочая группа по вопросам мониторинга антарктических видов в рамках Экспертной группы СКАР по проблемам птиц и морских млекопитающих (ЭГПММ).

Хотя и существуют инструменты для оценки риска заболеваний диких животных, что касается Антарктики – то тут они оказываются неприменимыми, поскольку информация о заболеваниях антарктических диких животных весьма скудна и разрозненна. Для оценки потенциальных рисков необходимо проведение эффективных долгосрочных меропрятий по мониторингу состояния более широкого ряда видов и популяций в выбранных районах, в том числе получение экологической информации о диких животных, их патогенных организмах, паразитах и имеющихся микробиомах. Учреждение банков ткани позволит в будущем повторно анализировать материал с применением новых методов, при этом геномные методики могут существенно изменить понимание взаимодействия патогенных организмов и их носителей.


Основные события

1964 г. – Согласованные меры по сохранению антарктической флоры и фауны – первое признание вероятности случайной интродукции патогенных организмов

1991 г. – Протокол по охране окружающей среды к Договору об Антарктике – Приложение II Статья 4 и Дополнение C, а также Приложение III Статья 2 прямо вводят запрет на интродукцию неместных видов, включая вирусы, бактерии, дрожжевые грибки и плесень, а также дают инструкции по обращению со сточными водами и отходами.

1998 г. – Workshop on diseases of Antarctic wildlife in Australia (Семинар в Австралии по вопросам заболеваний антарктических диких животных) http://www.ats.aq/documents/SATCM12/att/SATCM12_att002_e.pdf

2000 г. – Введение МААТО процедуры обязательной очистки обуви для туристов.

2001 г. – Report of Open-ended Contact Group on diseases of Antarctic Wildlife- review and risk assessment (Отчет бессрочной Контактной группы по вопросам заболеваний антарктических животных – пересмотр и оценка рисков) http://www.ats.aq/documents/ATCM24/wp/ATCM24_wp010_r.pdf

2007-2008 гг. – Проект номер 172 BIRDHEALTH в рамках Международного полярного года: здоровье популяций арктических и антарктических птиц.

2007 г. – Симпозиум по вопросам здоровья арктических и антарктических птиц в рамках 6-й конференции Европейского союза орнитологов в Вене

2009 г. – Публикация книги Здоровье диких животных Антарктики (HealthofAntarcticWildlife) под редакцией KР Керри (KR Kerry) и МЖ Риддла (MJ Riddle).

2011 г. – Revised Guidelines for Visitors Resolution 10 (Пересмотренные правила поведения для посетителей, Резолюция 10) http://www.ats.aq/documents/ATCM34/att/ATCM34_att050_r.doc

2015 г. – Семинар по вопросам воздействия микроорганизмов и паразитов на антарктических диких животных, Сидней, Австралия