普林斯顿大学莉安娜·怀特著 这两只黄石公园的狼都表现出了与疥癣相关的脱发和皮肤损伤
普林斯顿领导的研究小组通过分析25年来对狼的观察和来自408只黄石公园狼的遗传样本，发现遗传因素在螨虫传播疾病的严重性中扮演着重要角色
他们发现了对“单一文化理论”的支持:如右图所示，患有严重疥癣的狼与症状轻微的狼相比，遗传变异更少
荣誉:丽贝卡·雷蒙德/国家公园管理局和丹·斯塔勒/国家公园管理局 在狼于20世纪90年代中期被重新引入黄石国家公园之前，它们接种了普通疾病疫苗，并治疗了它们已经携带的任何寄生虫感染
因此，最初的几代狼相对来说是没有疾病的，但是随着时间的推移，各种疾病已经进入了它们的种群
疥螨是由微小的疥螨引起的，2007年首次爬进了重新引入的黄石公园的狼体内
疥癣的特点是皮肤瘙痒和脱发，但就患病狼的实际情况而言，个体之间存在巨大差异——一些狼出现轻度疥癣症状，能够在几个月内清除螨虫，而另一些狼则出现大量脱发、消瘦和继发细菌感染，最终死于这种疾病
疥癣也不仅仅是狼的一种疾病
疥螨感染100多种不同的哺乳动物物种，包括人类(在人类中，这种疾病被更好地称为“疥疮”)，并且在所有这些宿主物种中，疾病严重性的个体间差异相似
对于什么导致了这种变化知之甚少，但是由当时普林斯顿大学的研究生亚历山德拉·德查迪亚领导的一个研究小组试图揭开这个谜
他们的研究发表在《进化应用》杂志上，汇集了分子生物学、疾病生态学和保护生物学的思想流派
“遗传学为我们了解野生动物健康和保护濒危物种提供了一个非常强大的工具，”德查迪亚说，她完成了博士学位
D
现在是史密森尼保护生物学研究所的博士后研究员
“作为野生动物生物学家和管理者，我们可以更多地了解疾病的原因、对单个动物和种群的短期和长期影响，以及如何最好地应对
对于像疥癣这样广泛传播的疾病，我们甚至可以深入了解影响其他宿主物种(包括我们自己的物种)的共同过程，从而形成更大规模的“一个健康”视角，最终改善人类和野生动物的健康
" 尽管研究人员关注的是狼，但他们发现的遗传途径将有助于为感染约2亿人的人类疥疮研究铺平道路
他们研究的前提是基于一种在农业中被称为“单一文化效应”的现象，这种现象预测个人和群体对抗疾病的能力与遗传多样性有关
具有更高遗传多样性的个体对疾病更有抵抗力，或者更有可能经历轻微的疾病，因为他们有更多的遗传工具来对抗不同的病原体
同样，在种群规模上，具有较高遗传多样性的种群可能不太可能经历疾病爆发，如果爆发确实发生，则更有可能存活下来
想想农业单一文化
例如，在一片基因完全相同的香蕉地里，如果一种寄生虫能够感染一棵香蕉树，它就拥有了感染所有香蕉树所需的工具
当然，野生动物的种群从来都不是单一培养的，但是它们包含的遗传变异量是不同的
如果所讨论的群体来源于少数个体，可用的遗传变异量可能是有限的
黄石国家公园重新引入的狼就是这种情况
利用超过25年的狼观察数据和来自408只狼的基因样本，由德查迪亚和她的顾问布里奇特·冯霍尔德(普林斯顿大学生态学和进化生物学副教授)领导的研究小组寻找与疾病严重程度相关的整体遗传多样性模式:个体水平的遗传多样性程度与疾病严重程度相关吗？是否涉及特定基因？mange的引入在种群水平上是如何影响遗传多样性的？利用他们多年的观察，研究人员在更广泛的狼生物学背景下分析了遗传结果，以了解遗传变异如何与其他因素——行为、环境和人口统计——相互作用，从而确定管理的严重程度
在个别狼身上，研究人员发现他们的假设得到了支持:患有严重疥癣的狼往往比症状轻微的狼有更少的遗传变异
此外，该研究确定了410种与疥癣严重程度显著相关的基因变异
已知这些变体在炎症、免疫和皮肤屏障完整性中起作用，并且可能成为其他宿主物种中疥癣或疥疮治疗的分子靶标
研究人员发现，最准确的疥癣严重程度模型不仅包括遗传变异，还考虑了狼的年龄和繁殖状况以及季节
狼往往在冬天经历更严重的疥癣，这时体温调节更困难；年长的狼往往比年轻的狼有更差的疥癣，尽管幼狼不包括在研究中；非繁殖的狼往往比繁殖者更脏(尽管这里的因果关系不清楚——可能是它们的脏阻止了它们繁殖)
在种群规模上，黄石国家公园的狼的整体遗传多样性多年来一直在下降
这项研究的资深作者冯浩德说:“这种多样性的变化并不出人意料。”
“我们发现，通过形成群体和繁殖配对的机制，遗传多样性得到了很好的保护
最近这个将免疫和管理流行结合起来的机会，让我们真正洞察到了一种社会性食肉动物的疾病所形成的遗传动力
" 有趣的是，自2007年疥癣出现以来，与更严重的疥癣相关的基因变异在人群中变得不太常见
这一发现表明，这种疾病给狼的种群带来了强大的进化选择压力，淘汰了那些最有可能死于疥癣的狼
这些发现对保护生物学也很重要，因为保持健康和遗传多样性的个体是保护的关键之一
“保护遗传学传统上依赖少数遗传标记来通知圈养繁殖或野生种群管理，”德查迪亚说
“对于关注保护的物种，这项研究强调了检查全基因组变异和与疾病相关的特定基因的汇总指标的重要性
" 除了DeCandia和vonHoldt，参与这项研究的其他作者还有Edward Schrom，他是2020年的研究生校友，现在是美国国立卫生研究院的博士后研究员；艾伦·布兰德尔，威斯康星大学麦迪逊分校博士后研究员；以及黄石国家公园的首席狼生物学家丹尼尔·斯塔勒
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