In juni leidde Virginia Tech-assistent-professor Luis Escobar een team van studenten naar het Andesgebergte en de laaglanden van Colombia om te begrijpen hoe vampiervleermuizen de volgende grote epidemie kunnen helpen voorspellen en voorkomen.
Escobar is een expert in het beoordelen van hoe ziekten reageren aan klimaat- en landschapsverandering in het College of Natural Resources and Environment's Department of Fish and Wildlife Conservation. Met een subsidie ​​van $ 358.000 van de National Science Foundation en steun van de Centers for Disease Control and Prevention (CDC), onderzoekt zijn nieuwste project hoe vampiervleermuizen die het rabiësvirus dragen wetenschappers kunnen helpen bij het voorspellen van gebieden waar in de komende jaren het virus van wilde dieren kan worden overgedragen.

De studie documenteert diepgaand hoe de samenvloeiing van geografie, populatiekenmerken en klimaatverandering de verspreiding van infectieziekten van vleermuizen naar andere soorten beïnvloedt en stelt nieuwe modellen voor om te voorspellen wanneer en waar dergelijke overloopgebeurtenissen zullen plaatsvinden. De bevindingen kunnen licht werpen op welke omgevingsomstandigheden de kans op overdracht van rabiës en andere ziekten die van dieren op mensen worden overgedragen, zoals het coronavirus en het ebolavirus, vergroten.

Het gevarieerde klimaat en de gevarieerde topografie van Colombia - van de koude, dorre hoogten van het Andesgebergte tot de hete, vochtige laaglanden en kustgebieden - bieden de ideale setting voor dergelijk onderzoek.

"Klimaatverandering en stijgende temperaturen verhogen het risico op verspreiding van besmettelijke ziekten," zei Escobar. "Colombia biedt een geweldig systeem om de effecten van extreme temperaturen van dichtbij te zien zonder te hoeven wachten tot de klimaatverandering zich ontvouwt. We volgen grote gebieden en verschillende klimaten en hoogtes om een ​​grootbeeldonderzoek te maken van de factoren achter de geografie van overloop om de vraag te beantwoorden:kunnen we spillover over ruimtelijke gebieden voorspellen?"

Vampiervleermuizen zijn ideale gastheren voor dieren in het wild om de overdracht van ziekten te bestuderen. Ze zijn een frequente bron van overloop van ziekteverwekkers in Latijns-Amerika, waar veesterfte door het rabiësvirus veel voorkomt. Terwijl vleermuizen en door vleermuizen overgedragen infecties door de stijgende temperaturen verder naar het noorden sluipen, vormt hondsdolheid van vampiervleermuizen een aanzienlijke bedreiging voor vee, vee en andere dieren in het zuiden van de Verenigde Staten.

"Veel ziekteverwekkers die epidemieën veroorzaken, zijn afkomstig van vleermuizen, die een breed scala aan soorten kunnen infecteren, van carnivoren tot vee en mensen," zei Escobar. "We hebben veel lessen geleerd over ziekte dankzij hondsdolheid, waardoor hondsdolheid een uitstekend model is om te begrijpen hoe de aanhoudende klimaatverandering de volgende pandemie kan veroorzaken. Als we een goed idee kunnen krijgen van hoe de omstandigheden van het milieu - landschap, temperatuur, regen , verstedelijking - ziekteoverdracht verhogen of verlagen, dan kunnen we beter begrijpen hoe ziekteverwekkers de grens van soorten overschrijden om zich naar het publiek te verspreiden en epidemieën en zelfs pandemieën zoals COVID-19 te veroorzaken."

Als hoofdonderzoeker in het onderzoek voert Escobar, een verbonden faculteitslid van het Global Change Center en het Center for Emerging, Zoönotic and Arthropod-borne Pathogens, al het veldonderzoek uit, naast het algemene projecttoezicht en -beheer.

Zijn collega, professor Eric Hallerman van het Department of Fish and Wildlife Conservation, zal een genetische beoordeling van de populatie uitvoeren op basis van de monsters van vampiervleermuizen. Hij zal ook de relaties tussen verschillende vampierpopulaties onderzoeken om te bepalen of ze genen delen of onafhankelijke kolonies hebben, wat het team kan helpen de overdrachtsprocessen beter te begrijpen.

Co-hoofdonderzoeker Lauren Childs, universitair hoofddocent wiskunde aan het College of Science, zal verschillende gegevenspatronen samenstellen en een wiskundig modelleringskader creëren om toekomstige overloopgebeurtenissen te reconstrueren en te helpen projecteren.

De Virginia Tech-wetenschappers werken samen met senior wetenschappers van de Amerikaanse Centers for Disease Control and Prevention, Universidad de La Salle in Colombia en functionarissen van de Colombiaanse ministeries van Volksgezondheid en Landbouw.

Studenten vinden de kans om uit te blinken in veldwerk

Om de eerste veldgegevens in juni te verzamelen, heeft Escobar een team van Virginia Tech-studenten samengesteld en getraind, waaronder een afgestudeerde student en drie studenten. Het team, vergezeld door studenten van vier Colombiaanse universiteiten, bezocht vier locaties met verschillende hoogtes, temperaturen en ecologische omstandigheden om meer dan 250 vampiervleermuizen te vangen en te bemonsteren.

Ze werkten 's nachts, wanneer vleermuizen het meest actief zijn, en vingen vleermuizen in grote rechthoekige mistnetten in bossen en landerijen. Ze leerden ook hoe ze in grotten moesten afdalen terwijl ze biologisch gevaarlijke pakken, handschoenen en maskers droegen om overdag vleermuizen te vangen. De vleermuizen werden in zakken gedaan en teruggebracht naar een mobiel laboratorium, waar Escobar en de studenten de soort identificeerden, ze maten, bloedmonsters namen, ze labelden en ze een suikerwateroplossing gaven voordat ze ze vrijlieten.

De mogelijkheid om hands-on ervaring op te doen in onderzoek en veldwerk is een prioriteit voor het college. Van studenten die studeren aan het Department of Fish and Wildlife Conservation wordt verwacht dat ze een ervaringsgerichte leerervaring voltooien voordat ze afstuderen; een optie om aan deze eis te voldoen, is undergraduate onderzoek.

Het college en de afdeling hechten ook veel waarde aan inclusie en kansen, en Escobar moedigde specifiek sollicitaties aan van studenten met een ondervertegenwoordigde en achtergestelde achtergrond in de ziekte-ecologie.

Dyess Harp, uit Berryville, Virginia, die in juni afstudeerde met een graad in vis- en natuurbehoud, zei dat de ervaring haar interesse bevestigde om een ​​masteropleiding in het veld te volgen.

"De kans om praktijkervaring op te doen in biodiversiteit, ziekte-ecologie en vleermuizen, en deel uit te maken van zo'n multicultureel, ondersteunend team was een droom die uitkwam", zei Harp. "Voor mij was dit heel bemoedigend omdat queer mensen, vooral transgenders, historisch gezien niet zijn opgenomen in veldonderzoeksreizen van deze omvang."

Quan Dong, een senior uit Annandale, Virginia, met als hoofdvak natuurbehoud en biologische wetenschappen, noemde het 'de reis van je leven'.

"Dit was veruit mijn beste universiteitservaring tot nu toe", zei hij. "Veldwerk is een unieke ervaring die op geen enkele andere manier kan worden nagebootst. Ik heb vaardigheden geleerd die verband houden met de fysieke aspecten van veldwerk, zoals de technieken voor het opzetten van een mistnet en het ijsberen voor een dag wandelen door de bergen. Ik heb ook kunnen leren hoe ik een effectieve onderzoeker kan zijn, door kritische feedback te geven en samen te werken met anderen. Ik verwacht dat deze vaardigheden mij mijn hele leven zullen bijblijven en een vruchtbare carrière in natuurbehoud zullen stimuleren."

Dong formuleerde ook zijn eigen afzonderlijke onderzoeksproject over de akoestiek van vleermuizen en echolocatie-activiteit. Hij nam vleermuisgeluiden op en onderzoekt nu de unieke en gemeenschappelijke talen van vampiervleermuizen in verschillende regio's.

Escobar en een nieuwe groep studenten komen volgend jaar terug om meer monsters te verzamelen en het onderzoek af te ronden. In de tussentijd analyseert het team een ​​eeuw aan historische gegevens uit Latijns-Amerika, op zoek naar patronen in klimaatverandering en overloop van rabiës die nuttig kunnen zijn bij het voorspellen van toekomstige transmissiegebeurtenissen.

"Studenten die natuurbehoud bestuderen in het College of Natural Resources and Environment hebben een unieke kans om niet alleen modder op hun laarzen te krijgen, maar ook om samen te werken met de CDC en andere gezondheidsinstanties die natuurziekten bestuderen," zei Escobar. "Met dit soort projecten vullen we een cruciale niche:de empirische studie van de effecten van klimaatverandering op het ontstaan ​​van ziekten."

"Succes van studenten is de centrale focus van onze afdeling, en het opdoen van onderzoekservaring in nieuwe omgevingen en met dringende milieuproblemen is een geweldige manier voor studenten om hun cv uit te breiden en hun succes te verzekeren als ze verder gaan dan Virginia Tech," zei Joel Snodgrass, afdelingshoofd en hoogleraar bij de afdeling Fish and Wildlife Conservation. "Het werk van Dr. Escobar vertegenwoordigt zo'n kans en toont duidelijk de voordelen aan voor onze studenten van een diverse faculteit en studentenorganisatie." + Verder verkennen

De eerste blik op hoe hondsdolheid het sociale gedrag van vampiervleermuizen beïnvloedt