Ptasia grypa z punktu widzenia ekologa Understand article

Tłumaczenie Agnieszka Chołuj. Czy rzeczywiście dzikie, migrujące ptaki są odpowiedzialne za przenoszenie wirusa ptasiej grypy? Czy powinniśmy je wszystkie zabić? Lucienne Niekoop i Froukje Rienks z Netherlands Institute of Ecology postulują o bardziej naukowe podejście do tych…

Każdego roku miliony
ptaków migrują , ale czy
rzeczywiście
rozprzestrzeniają wirusa
ptasiej grypy? Miliony
ciężarówek na całym świecie
przewozi mięso drobiowe…

Zdjęcie dzieki uprzejmości Jana
Vissera, NIOO-KNAW
Śmiertelne podtypy wirusa
grypy

“Zabić wszystkie migrujące ptaki” to kontrowersyjne stwierdzenie rosyjskiego polityka Wladimira Żirinowskiego wywołało dużą konsternację w styczniu 2006, kiedy to wirus ptasiej grypy rozprzestrzeniał się w szybkim tempie. Pozostaje jednak podstawowa kwestia, które konkretnie ptaki są odpowiedzialne za rozprzestrzenianie wirusa.W szukaniu odpowiedzi na to pytanie badania ekologiczne mogą odegrać kluczową rolę.

Wprowadzenie

IW połowie roku 2003 w południowo-wschodniej Azji rozpoczęła się epidemia ptasiej grypy typu H5N1. Wciąż nie znamy dróg rozprzestrzeniania się wirusa, jednak aby zapobiec pandemii, powinniśmy przyjąć jak najbardziej multidyscyplinarny sposób rozwiązania tego problemu. Ekolodzy z Netherlands Institute of Ecologyw1 ściśle współpracują z wirusologami z Erasmus Medical Centrew2 z Rotterdamu w celu zrozumienia, jaka rolę w rozprzestrzenianiu wirusa pełnią migrujące ptaki.

Śmiertelne podtypy wirusa grypy

Na początek poznajmy parę podstawowych faktów na temat ptasiej grypy. Wirusy, krótkie fragmenty RNA lub DNA okryte białkową otoczką występują w wielu formach. Grypa jest powodowana przez wirusy grypy, które występują w trzech typach: A, B, C – każdy z nich może zarażać ludzi. Ptasia grypa jest powodowana przez wirusy typu A i to właśnie ptaki są rezerwuarem tego rodzaju wirusa.

Istnieje kilka podtypów grypy typu A. Groźny wirus, który obecnie się rozprzestrzenia jest oznaczony kodem H5N1, jego nazwa zależy od białek powierzchniowych występujących w otoczce wirusa. H5 oznacza hemaglutyninę typu 5 (występuje 16 typów tego powierzchniowego białka). N natomiast oznacza neuraminidazę, która również jest białkiem powierzchniowym, posiadającym 9 różnych wariantów.

Kombinacja różnych rodzajów białek H i N daje podtypy wirusów ptasiej grypy. Podtypy te mogą być nieszkodliwe, jak na przykład mało groźne wirusy ptasiej grypy typu LPAI – Low Pathogenic Avian Influenza. Groźne bądź śmiertelne podtypy wirusów określane są jako HPAI – Highly Pathogenic Avian Influenza.

Tabela nr. 1. Podtypy wirusa A zaznaczone na kolor niebieski zostały stwierdzone u dzikich ptaków. Lista subtypów wirusa występujących u drobiu nie jest jeszcze kompletna, ale bardzo prawdopodobne jest, że jej skład jest zbliżony do subtypów stwierdzanych u ptaków dzikich.
Źródło: dr Vincent Munster, Erasmus Medical Centre, Rotterdam, Holandia

  H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16
N1                              
N2                                
N3                                
N4                                
N5                                
N6                                
N7                                
N8                                
N9                                
Tabela nr 2. Grypa typu A (niebieskie kwadraty) występująca u ludzi zawiera dużo mniej podtypów niż stwierdzono u ptaków. H1N1 = 1918 “Hiszpanka” (ponad 40 mln. przypadków śmiertelnych); H2N2 = 1957 “Grypa azjatycka” (1-4 mln. zgonów); H3N2 = 1968 “Grypa Hong Kong” (1-4 mln zgonów)
Źródło: dr Vincent Munster, Ersamus Medical Centre, Rotterdam, Holandia
  H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16
N1                                
N2                                
N3                                
N4                                
N5                                
N6                                
N7                                
N8                                

N9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Globalna epidemia

Od roku 2003 wirus typu
H5N1 jest stwierdzany u
drobiu lub dzikich ptaków w
wielu rejonach świata (mapa
przypadków z września
2006)

Zdjęcie dzięki uprzejmości
Światowej Organizacji Zdrowia

Zazwyczaj wirusy grypy nie przekraczają bariery gatunkowej, co oznacza, że osobniki różnych gatunków, nie mogą zarazić się od siebie grypą. Jednakże wysoce patogeniczny wirus H5N1 jest w stanie przenosić się z ptaków i zarażać ludzi, chociaż nie następuje to bardzo szybko. W trakcie ostatniego wybuchu grypy, zarejestrowano przynajmniej 256 osób chorych na grypę typu H5N1, z czego więcej niż połowa umarła (dane z 16 października 2006 za Światową Organizacją Zdrowia (WHO)w3. WHO wskazuje jednocześnie na bardzo małą liczbę zainfekowanych ludzi w porównaniu z liczbą zarażonych ptaków.

Wirus H5N1 przenosi się z człowieka na człowieka bardzo sporadycznie i tylko w drodze ścisłego kontaktu pomiędzy chorym i osobą zarażaną. Wirus jednak bardzo szybko mutuje, dlatego też naukowcy na całym świecie przewidują, iż H5N1 może ewentualnie połączyć się z typowo ludzkim wirusem grypy. W rezultacie nowopowstały, wysoce zaraźliwy wirus będzie przenosił się swobodnie i szybko pomiędzy ludźmi a wybuch epidemii a nawet pandemii będzie bardzo prawdopodobny.

Faeces

Jest bardzo prawdopodobne, że wszystkie gatunki ptaków mogą zostać zarażone wirusem ptasiej grypy. Chore ptaki wydalają duże ilości wirusa w odchodach a główną drogą zakażenia jest ich połknięcie przez zdrowego osobnika. Ptaki wodne takie jak: kaczki, gęsi i łabędzie należą do grupy najbardziej zakażonych gatunków i stanowią naturalny rezerwuar wszystkich typów wirusów grypy, zazwyczaj jednak są to wirusy słabo patogenne. Jan van Gils, ekolog z Netherlands Institute of Ecology tłumaczy, że ptaki wodne są bardziej narażone na zakażenie z powodu żerowania i zdobywania pokarmu w zanieczyszczonej wirusami wodzie. Marcel Klaassen dodaje cztery inne potencjalne powody wyższej wrażliwości na zarażenie u gatunków wodnych. Po pierwsze jako migranci pokonują długie dystanse a w trakcie wędrówek bardzo prawdopodobne jest, że natrafią na skażone wirusem miejsce tzw. „hotspot”. Po drugie przebywają w wilgotnym środowisku, gdzie wirusy są w stanie przeżyć bardzo długo poza organizmem gospodarza. W wodach słodkich i w niskich temperaturach np. po miesiącu w lodzie wirus nadal jest zaraźliwy. Po trzecie ptaki wodne żyją w grupach, co sprzyja rozprzestrzenianiu się wirusa. Wreszcie po czwarte Klaassen podkreśla rolę sposobu odżywiania się tych ptaków. Jako roślinożercy muszą spożywać duże ilości pożywienia, ponieważ jest ono dosyć ubogie w wartości odżywcze, jednocześnie produkują duże ilości odchodów np. gęsi wydalają kał, co każde pięć minut.

Poza sezonem rozrodczym
ptaki migrujące tworzą
wielogatunkowe
zgrupowania, co sprzyja
przenoszeniu się wirusów

Zdjęcie dzięki uprzejmości Jana
Vissera, NIOO-KNAW

Ptaki migrujące są traktowane z dużą podjerzliwością w kontekście szybkiego rozprzestrzeniania się wirusa H5N1. Jednym z powodów pokonywania przez te ptaki ogromnych dystansów, nawet do 30000 kilometrów rocznie, jest między innymi sezonowa dostępność ich pokarmu. W trakcie przemieszczeń możliwe jest przenoszenie różnych patogennych mikroorganizmów, w tym również wirusów. Trasy migracji wielu gatunków wzajemnie się na siebie nakładają i krzyżują, co prowadzi do bliskich kontaktów pomiędzy osobnikami i populacjami. W zależności od intensywności kontaktu pomiędzy migrantami i sposobu wzajemnego zarażenia, wirusy mogą rozprzestrzeniać się po całym świecie. Dlatego też droga przenoszenia infekcji wirusowej jest zależna w ogromnym stopniu od ekologii zarówno patogena czyli wirusa jak i jego gospodarza czyli ptaków.

Chore ptaki

Badania ekologiczne są niezbędne by zrozumieć, jak wirus ptasiej grypy jest przenoszony w populacjach ptaków, gdzie następuje infekcja oraz jak wirus grypy wpływa na swego migrującego gospodarza. W tym właśnie celu ekolodzy z Netherlands Institute of Ecology badają pewnego migrującego ptaka wodnego czyli łabędzia małego (Cygnus columbianus bewickii). Naukowcy zbierają odchody, pobierają wymazy lub próby z kloaki, obserwują zachowanie ptaków, notują intensywność pobierania pokarmu oraz typ diety tego małego łabędzia. Odchody oraz próby wymazów są następnie wysyłane do wirusologów z Erasmus Medical Centre, którzy analizują je pod kątem występowania w nich takich patogenów jak wirus grypy. W ten sposób naukowcy zamierzają stwierdzić, jakie ptaki przenoszą konkretne podtypy wirusa grypy.

Migrująca kaczka: rożeniec
(Anas acuta), jest pospolitym
ptakiem w północnej Europie,
Azji i Północnej Ameryce.
Zimuje na południu, w
pobliżu równika. Poza
sezonem rozrodczym
rożeńce wchodzą w skład
grup kaczek różnych
gatunków

Zdjęcie dzieki uprzejmości Jana
Vissera, NIOO-KNAW

Jak dotąd znaleziono tylko wirusy: LPAI (Low Pathogenic Avian Influenza – słabo patogenny wirus grypy). Do niedawna naukowcy nie wiedzieli, że ptaki mogą zachorować z powodu infekcji LPAI, sądzono, iż tylko wirusy HPAI (Highly Pathogenic Avian Influenza – silnie patogenny wirus grypy) wywołują chorobę, która objawia się poprzez: gwałtowną śmierć, obrzęk mózgu i szyi, biegunkę, podskórne wylewy, utratę apetytu, osowiałość i problemy oddechowe. Tymczasem w tym roku ekolodzy odkryli dwa zainfekowane wirusem LPAI łabędzie małe (zarażone wirusem H6N2 i H6N8), które rozpoczęły drogę powrotną na swe lęgowiska w eurazjatyckiej tundrze ponad miesiąc po normalnej porze odlotów. Jan van Gils objaśnia, iż znalezione osobniki były w bardzo złym stanie. Jadły mniej oraz gorzej trawiły pokarm, co skutkowało mniejszym nagromadzonym zapasem tłuszczu. Badacze są ciekawi, w jakiej kondycji te dwa zainfekowane osobniki wrócą w zimie oraz czy będą miały młode w trakcie sezonu lęgowego.

Nowoczesne obroże – nadajniki

Aby przewidzieć dalsze rozprzestrzenianie się ptasiej grypy, należy przede wszystkim poznać trasy przemieszczeń ptaków migrujących. W Netherlands Institute of Ecology tego typu dane są zbierane przez przez Dutch Ringing Centerw4 (Holenderskie Centrum Obrączkarskie) w celu poznania tras migracji ptaków, we współpracy z innymi państwami europejskimi. Bardzo różnorodne gatunki ptaków są łowione i obrączkowane rokrocznie przez wolontariuszy. Lekka, metalowa obrączka jest swoistym ptasim paszportem: jeśli ktokolwiek znajdzie zaobrączkowanego ptaka wysyła informację o nim do Centrum Obrączkowania. W ten sposób na podstawie informacji o pojedynczych osobnikach poznajemy trasy przelotów różnych gatunków ptaków. Trasy migracji łabędzia małego są badane przy użyciu obroży, których sygnał można śledzić w systemie nawigacji satelitarnej (GPS), pozwala on na bardzo dokładne prześledzenie tras przelotów tych ptaków. Kilka innych gatunków ptaków wodnych jest badanych przy użyciu podobnych obroży – nadajników a informacje o ich trasach lotów są porównywane z miejscami pojawiania się zachorowań na ptasią grypę

Jak rozprzestrzenia się wirus grypy?

Sedno problemu

Ptaki wyposażone w obroże
GPSsą śledzone przez cały
czas. Różowe punkty
pokazują drogę gęsi
białoczelnej o imieniu Harry;
żółte natomiast lokalizują
gęś Adri. Przykłady

satelitarnego śledzenia
zwierząt
są dostępne online

Obecnie dzikie, migrujące ptaki wodne są w centrum uwagi, jako główny sprawca zagrożenia zdrowia ludzi. Są one uważane przez wielu za głównego jeśli nie jedynego przenosiciela wirusa ptasiej grypy na ludzi i drób, chociaż brak jest na to naukowych dowodów. Ekolog Marcel Klaassen mówi, iż rola ptaków wodnych w roznoszeniu wirusa jest przeceniana a atmosfera wokół tego zagadnienia graniczy z histerią. Być może w ten sposób próbuje się odwrócić uwagę od sedna problemu, który w rzeczywistości polega na sposobie hodowli drobiu. Wielotysięczne, przegęszczone fermy drobiarskie są rajem dla wirusów. Handel a co za tym idzie transport drobiu jest na całym świecie bardzo intensywny. W ten właśnie sposób wirus grypy może być bardzo szybko i efektywnie przenoszony z jednego miejsca na świecie do drugiego.

Co więcej wirusolog z Erasmus Medical Center odkrył, że infekcje spowodowane wirusem LPAI w dzikich populacjach ptaków migrujących są stabilne a wirusy nie mutują szybko, zupełnie odwrotną sytuację zaobserwowano na fermach drobiu, gdzie wirusy LPAI zmieniały się bardzo szybko. Podsumowując ptaki migrujące są zamieszane w rozprzestrzenianie wirusa ptasiej grypy jednak raczej jako ofiary a nie sprawcy.

Badania nad rolą dzikich ptaków i drobiu w roznoszeniu wirusa ptasiej grypy powinny być kontynuowane, zanim ludzie w typie Żirinowskiego zażądają likwidacji przelotnych ptaków. W szczególności powinniśmy poznać dokładny związek pomiędzy wirusem grypy a jego gospodarzem.

 

Eko – broszury

he Netherlands Institute of Ecology przygotował aktualne informacje ekologiczne i opublikował je w serii eko-broszur. Broszura pierwsza przedstawia ekologię ptasiej grypy i jest skierowana do uczniów szkół ponadpodstawowych. Może służyć uczniom do sporządzania raportów, projektowania eksperymentów, tworzenia prezentacji jak również być źródłem argumentów do różnego rodzaju debat. Nauczyciele biologii mogą znaleźć dodatkowe informacje ekologiczne na stronach internetowych.

Eko-broszury zawierają:

  • Podstawy aktualnych tematów z zakresu ekologii
  • Grafiki i zdjęcia
  • Quizy online i inne zadania
  • Informacje o naukowcach lub wywiady z nimi
  • Przyszłe pytania badawcze
  • Hiperłącza (linki) do np. krótkich filmów.

Eko-broszury Ekologia ptasiej grypy są dostępne w języku angielskim i holenderskim ze strony

Download

Download this article as a PDF

Web References

Review

W trakcie ostatnich trzech lat ptasia grypa przyciąga uwagę ludzi bardziej niż inne choroby. Bieżące informacje na temat jej rozprzestrzeniania oraz przypadkach śmiertelnych stały się stałym elementem codziennych wiadomości w różnego typu mediach, alarmując uczonych, rządy państw oraz opinię publiczną. Również uczniowie interesują się tym tematem coraz intensywniej.

Przedstawiony artykuł prezentuje krótkie, ale bardzo użyteczne informacje na temat specyfiki badań naukowych nad ptasią grypą i koncentruje się na roli migrujących ptaków w roznoszeniu tej choroby.

Informacje zawarte w artykule mogą odpowiedzieć uczniom na wiele pytań. Dodatkowo mogą również zainspirować nauczycieli i uczniów do zaplanowania badań, w celu zebrania dodatkowych informacji na temat roli ptaków wędrownych w przenoszeniu śmiertelnego wirusa ptasiej grypy. Celem takiego projektu mogłoby być zebranie danych, które pozwoliłyby stwierdzić, czy rzeczywiście ptaki migrujące są, tak jak się obecnie sądzi, odpowiedzialne za roznoszenie wirusa grypy i mogą doprowadzić do wybuchu globalnej epidemii. Inne badania mogłyby koncentrować się na zaprojektowaniu konkretnych działań, których celem będzie zapobieganie rozprzestrzenianiu się choroby na kolejne części świata.

Specyfika i temat badań jest idealna dla podejścia interdyscyplinarnego. Można na przykład łączyć informacje z biologii i geografii, które razem rzucą więcej światła na fakty i mity związane ze związkiem pomiędzy migrującymi ptakami a ptasią grypą.


Michalis Hadjimarcou, Cypr




License

CC-BY-NC-ND