Как и другие социальные хищники, волки, как правило, образуют территориальные социальные группы, которые часто агрессивны по отношению друг к другу и могут привести к гибели людей. Во время таких встреч инфекционные заболевания, такие как чесотка и чума собак, могут распространяться между группами, что может еще больше уменьшить количество людей в группе.
«Предыдущие модели социальных групповых заболеваний предполагали, что группы не меняются в течение инфекции, хотя на самом деле это маловероятно», – сказала Эллен Бранделл, недавно окончившая докторантуру факультета биологии Пенсильванского университета. "Люди в группах могут умирать, заражаться и выздоравливать с разной скоростью, и группа может разделиться на несколько групп, или несколько групп могут объединиться в одну. Наши модели учитывают эти процессы и обеспечивают основу для изучения взаимоотношений многих социальных видов, имеющих разный уровень социальной сложности."
Исследователи использовали демографические данные за два десятилетия исследований волков в Йеллоустоне, чтобы создать модели для изучения воздействия саркоптоза и вируса чумы собак на волков, что объясняет как внутригрупповые, так и межгрупповые процессы. В моделях предполагается, что процессы заболевания, такие как скорость передачи, различаются между группами и внутри групп.
Модели также позволяют учитывать эффекты Аллее, феномен, при котором группа имеет более высокий уровень выживаемости, когда в группе больше индивидуумов.
«Эффекты Allee особенно важны для социальных видов, которым для выживания требуется помощь других, помимо воспроизводства; например, у животных, которые защищаются от хищников и охотятся за добычей как группа», – сказал Питер Хадсон, профессор биологии Уилламана, Пенсильванский государственный университет. "Когда болезнетворные микроорганизмы убивают людей, это может привести к замедлению темпов роста небольших групп или даже к их коллапсу, что, в свою очередь, может привести к уменьшению численности большей части населения."
Результаты модели, опубликованные 1 марта в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показали, что патогенные микроорганизмы уменьшают размер популяции в основном за счет сокращения числа групп, поскольку эти люди передают болезнь друг другу в большей степени, чем они относятся к другим группам населения. В то же время эффекты Allee усугубляются внутри инфицированных групп, что еще больше снижает вероятность распространения патогена за пределы групп, поскольку инфицированные группы быстро вымирают. В результате неинфицированные группы населения несколько увеличиваются.
«Это происходит потому, что уровень агрессии между группами снижается, когда присутствие патогена уменьшает количество групп, что затем позволяет здоровым выжившим группам увеличиваться в размерах, поскольку они страдают от более низкого уровня агрессии», – сказал Хадсон.
Однако команда обнаружила, что общая численность населения уменьшается в результате внедрения патогенов.
«Другими словами, – добавил Бранделл, – когда патоген присутствует в популяции, мы можем видеть меньшее количество больших групп, но общая численность популяции все равно уменьшается."
Важно отметить, что модели продемонстрировали, что низкая распространенность патогенов на уровне популяции может скрывать высокие уровни распространенности внутри инфицированных групп.
«Этот результат подчеркивает необходимость репрезентативной выборки в социально структурированных популяциях, поскольку вспышки патогенов в группах без выборки могут быть пропущены», – сказал Бранделл. "Исследователи и менеджеры дикой природы должны делать выборки из многих групп населения, чтобы точно отражать распространенность болезней.
Для социальных хищников это означает выборку на большей территории и мониторинг многих групп в популяции."
Хадсон подчеркнул важность признания того факта, что распространенность на уровне населения, как правило, ниже, чем количество инфицированных групп и уровень инфицирования, с которым сталкиваются отдельные лица в инфицированных группах.
«Этот вопрос должен быть в центре внимания, когда биологи, занимающиеся болезнями диких животных, анализируют и интерпретируют данные о распространенности и серологической распространенности», – сказал он. "Это может быть особенно полезно при защите исчезающих видов, таких как африканские дикие собаки."
Среди других авторов статьи Эндрю Добсон, профессор экологии и эволюционной биологии Принстонского университета; Пол Кросс, эколог по болезням, U.S. Геологическая служба; и Дуглас Смит, старший специалист по биологии дикой природы, Йеллоустонский национальный парк.
U.S. Геологическая служба и Национальный научный фонд поддержали это исследование.