Welche Mechanismen haben in Gruppen (Herden, Rudel, Schwärme) lebende Tiere gegen die Verbreitung ansteckender Krankheiten?

Drei vorgeschlagene Mechanismen:

1. altruistische Selbstentfernung (dh erkrankte Individuen verlassen die Gruppe, um eine Übertragung auf Verwandte zu verhindern) wurde bei eusozialen Insekten (Ameisen und Bienen) dokumentiert; Rüppell et al. 2010 J. Evol. biol. sagen:

altruistische Selbstentfernung durch kranke soziale Insektenarbeiter, um die Übertragung von Krankheiten zu verhindern, wird unter den meisten biologisch plausiblen Bedingungen erwartet. Die kombinierte theoretische und empirische Unterstützung für altruistische Selbstentfernung legt nahe, dass es sich um ein weiteres wichtiges, von der Familie ausgewähltes Verhalten und einen möglicherweise weit verbreiteten Mechanismus sozialer Immunität handeln könnte.

2. soziale Distanzierung/Vermeidung : Dies ist ein häufig verwendeter Begriff in der Epidemiologie menschlicher Infektionskrankheiten für die Praxis, den Kontakt mit infizierten Personen zu vermeiden. Ich kenne keine großartigen Referenzen, aber Loehle 1995 Ecology "Social Barriers to Pathogen Transmission in Wild Animal Populations" sagt:

Daten zum Verhalten von Tieren in dieser Hinsicht [soziale Vermeidung] sind lückenhaft. Kranke Individuen in Rinderherden scheinen etwas von der Gruppe isoliert zu sein (LR Rittenhouse, Department of Range Science, Colorado State University, und Ray Strickland, University of Maryland, persönliche Mitteilung 1988), wenn auch zufällig (sie können nicht mithalten der Gruppe aufgrund von Antriebslosigkeit), durch freiwillige Isolation oder durch Vermeidung seitens anderer, ist nicht eindeutig. Edwards (1988) fand ein höheres Maß an forschendem Verhalten, aber ein geringeres Maß an Berührungen zwischen anderen Gruppenmitgliedern und mit Trichinella spiralis infizierten Mäusen , obwohl diese Krankheit nicht durch Kontakt übertragbar ist. Dieses Beispiel würde perfekt zu den vorgeschlagenen Verhaltensweisen passen. Weitere Studien sind erforderlich.

2. Die saisonale Migration wurde als Möglichkeit für gruppenlebende Organismen vorgeschlagen, ihren Lebensraum vorübergehend zu verlassen, wodurch die angesammelte Parasitenlast in der Umwelt verringert werden kann, bevor sie zurückkehren. Es kann auch einen Effekt auf Gruppenebene haben, indem es erkrankte Personen herausfiltert.

Folstadet al. 1991 kann. J. Zool. Parasitenvermeidung: die Ursache für Wanderungen nach dem Kalben bei Rangifer?

Intensitäten von Trällerfliegenlarven, Hypoderma tarandi (L.), wurden an geschlachteten Rentieren ( Rangifer tarandus tarandus L.) aus verschiedenen Sommerweidegebieten der Grafschaft Finnmark, Nordnorwegen, untersucht. Um die Hypothese zu testen, dass die Larvenhäufigkeit mit zunehmender Wanderungsdistanz nach dem Kalben (dh Entfernung von den Kalbungsgründen) abnimmt, wurden Herden mit unterschiedlichen Wanderungsdistanzen beprobt. Die Infektionsprävalenz in der Gesamtstichprobe von 1168 Tieren betrug 99,9 %. Die Studie ergab signifikante Unterschiede in der Larvenhäufigkeit zwischen Herden aus verschiedenen Sommerweidegebieten. Herden mit Wanderungen nach dem Abkalben weisen deutlich geringere Larvenhäufigkeiten auf als Herden, die den ganzen Sommer auf oder in der Nähe der Abkalbeplätze bleiben. Variationen zwischen den Herden in Hülle und FülleEs wird angenommen, dass H. tarandi- Larven unterschiedliche Dichten des infektiösen Stadiums (erwachsene Fliegen) in den Sommergebieten der Herden widerspiegeln. Die Larvenhäufigkeit in einer Herde korreliert wiederum negativ mit der Entfernung zwischen den Hauptausscheidungsgebieten der Larven (z. B. Kalbeplätze) und den Gebieten mit der größten Übertragung (z. B. Sommerweiden). Diese Ergebnisse werden in Bezug auf die Übertragung anderer Parasiten diskutiert, die bei Rangifer üblich sind, und legen nahe, dass die Migration dieses Wirts nach dem Kalben eine Verhaltensanpassung sein könnte, die das Ausmaß parasitärer Infektionen verringert.

Auch Loehle 1995 diskutiert dies (qualitativ/spekulativ):

Ein subtilerer Effekt ergibt sich aus der Migration. Stellen Sie sich eine Art vor, die saisonal über eine große Entfernung wandert. Ein Bereich, der während einer Saison verschmutzt und unhygienisch wird, wird im folgenden Jahr wieder weitgehend sauber sein. Dazwischen haben Nest- und Hautparasiten wie Zecken und Flöhe keine Nahrung mehr und werden stark reduziert. Zum Beispiel führt ein großer Abstand bei Kaninchen aus denselben Gründen zu einer verringerten Flohzahl (Mohr 1963). Exkrementhaufen zersetzen sich zwischen den Jahreszeiten und werden weggespült. Dadurch könnten wandernde Arten erheblich profitieren, auch wenn das Wanderverhalten über große Entfernungen wahrscheinlich nicht allein aus dieser Ursache entstanden ist. (Dies kann auf die Vermeidung von Raubtieren zurückzuführen sein [Fryxell et al. 1988] oder häufiger auf Faktoren des Wetters und der Nahrungsversorgung zurückzuführen sein.) Das Verlassen von Kolonien während der Nichtpaarungszeit könnte jedoch das Ergebnis der Vermeidung von Krankheiten sein. Eine weitere Folge des Wanderverhaltens ist die Wirkung auf innere Parasiten ... Die Betrachtung der Epidemiologie führt somit zu einigen unerwarteten Vorteilen des Wanderverhaltens.

Hallet al. 2014 J. Animation. Ecol. "Eine größere Migrationsneigung bei Wirten verringert die Übertragung und die Auswirkungen von Krankheitserregern" untersucht ein theoretisches Modell von Migrationseffekten.

Almberg ES, Mech LD, Smith DW, Sheldon JW, Crabtree RL (2009) A Serological Survey of Infectious Disease in Yellowstone National Park’s Canid Community. PLoS ONE 4(9): e7042. doi:10.1371/journal.pone.0007042

Die Autoren fanden heraus, dass die Mehrheit der Yellowstone-Wölfe einer Reihe verschiedener Viren ausgesetzt war (Nachweis durch Antikörper in Blutproben).

Sie fanden auch Beweise für historische Ausbrüche des Staupevirus bei Wölfen, Kojoten und Rotfüchsen in den Jahren 1999 und 2005. Diese Ausbrüche korrelierten mit Höchstständen bei der Sterblichkeit von Wolfswelpen.

Diese Beweise deuten darauf hin, dass Wölfe keine Mechanismen haben, um die Ausbreitung dieser Viruskrankheiten zu vermeiden. Vielleicht sind periodische Episoden erhöhter Sterblichkeit der Preis, der für eine längerfristige „Herdenimmunität“ zu zahlen ist?

Bearbeiten - als Antwort auf den folgenden OP-Kommentar:

Die Daten weisen auf ein sehr hohes Maß an Seropositivität gegenüber den Viren hin. Ich würde sagen, dass „nicht 100 % erfolgreich“ eine Untertreibung ist. Aber ich muss zugeben, dass ich hier weit außerhalb meines Fachgebiets bin!

Aus der Zusammenfassung:

Wir fanden eine hohe, konstante Exposition gegenüber caninem Parvovirus (Wolfsseroprävalenz: 100 %; Kojote: 94 %), caninem Adenovirus-1 (Wolfswelpen [0,5–0,9 Jahre]: 91 %, Erwachsene [>oder=1 Jahr]: 96 % ; juvenile Kojoten [0,5-1,5 Jahre]: 18 %, Erwachsene [> oder=1,6 Jahre]: 83 %) und canines Herpesvirus (Wolf: 87 %; juvenile Kojoten: 23 %, junge Erwachsene [1,6-4,9 Jahre]: 51 %, alte Erwachsene [> oder = 5 Jahre]: 87 %), was darauf hindeutet, dass diese Pathogene in YNP-Wölfen und Kojoten enzootisch waren.

(Diese Antwort ist noch in Arbeit, aber ich werde irgendwann mehr daran arbeiten ...)

Es ist nicht sehr umstritten zu sagen, dass infizierte Wirte mit größerer Wahrscheinlichkeit von Raubtieren gefressen werden. Mindestens ein Autor (Smith Trail et al. 1980; vollständige Referenz unten) hat jedoch vorgeschlagen, dass dies adaptiv sein könnte; In einigen Situationen könnte es einen Nettogewinn für integrative Fitness geben, wenn infizierte Wirte in der Lage sind, die Kraft der Infektion zu verringern, die auf nahe Verwandte einwirkt, indem sie sich der Prädation „unterwerfen“.

(Vollständige Referenz: Smith Trail DR. 1980 Verhaltensinteraktionen zwischen Parasiten und Wirten: Wirtsmord und die Evolution komplexer Lebenszyklen. American Naturalist 116, 77-91)