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Warum infizieren Fledermausviren immer wieder Menschen?

17 November, 2022
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Bahnbrechende Studie enthüllt “Spillover”-Mechanismus für das seltene, aber tödliche Hendra-Virus.

“Hey Jungs, könntet ihr eure Flügel öffnen und es mir zeigen?”, sagt Peggy Eby und blickt zu einem Schwarm Flughunde im Botanischen Garten von Sydney. “Ich spreche oft mit ihnen.”

Eby, eine Ökologin für Wildtiere an der University of New South Wales in Sydney, ist auf der Suche nach säugenden Weibchen und ihren neugeborenen Jungen, aber das bedeckte Wetter hält sie unter den Flügeln ihrer Mütter gefangen. Eby studiert seit etwa 25 Jahren Flughunde, eine Fledermausart. Mit ihrem Fernglas zählt sie die Anzahl der säugenden Weibchen, die kurz vor der Entwöhnung ihrer Jungen stehen – ein Indikator dafür, ob die Fledermäuse unter Ernährungsstress stehen und daher wahrscheinlich eher Viren ausscheiden, die Menschen krank machen können.

Australische Flughunde sind von Interesse, weil sie ein Virus namens Hendra beherbergen, das eine sehr seltene, aber tödliche Atemwegsinfektion verursacht, an der jeder zweite infizierte Mensch stirbt. Das Hendra-Virus ist wie Nipah, SARS-CoV-1 und SARS-CoV-2 (das Virus, das die COVID-19-Pandemie verursachte) ein Fledermausvirus, das auf den Menschen übergegriffen hat. Diese Viren gelangen oft über ein Zwischentier zum Menschen, manchmal mit tödlichen Folgen. Wissenschaftler wissen, dass Spillover-Viren mit dem Verlust von Lebensräumen in Verbindung stehen, hatten aber bisher Schwierigkeiten, die spezifischen Bedingungen zu bestimmen, die die Ereignisse auslösen.

Nach einer detaillierten Untersuchung können Eby und ihre Kollegen nun vorhersagen – bis zu zwei Jahre im Voraus -, wann die Häufung von Hendra-Virus-Übertragungen wahrscheinlich auftreten wird. “Sie haben die umweltbedingten Auslöser für Spillover identifiziert”, sagt Emily Gurley, eine Epidemiologin für Infektionskrankheiten an der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland. Und sie haben herausgefunden, wie diese Ereignisse verhindert werden könnten. Die Ergebnisse werden am 16. November in Nature veröffentlicht.

Nahrungsstress

Die Forscher fanden insbesondere heraus, dass Häufungen von Hendra-Virus-Übertragungen in Jahren auftreten, in denen die Fledermäuse unter Nahrungsstress leiden. Und diese Nahrungsknappheit folgt in der Regel auf Jahre mit einem starken El Niño, einem Klimaphänomen im tropischen Pazifik, das häufig mit Trockenheit im Osten Australiens verbunden ist. Wenn aber die Bäume, auf die die Fledermäuse im Winter als Nahrungsquelle angewiesen sind, im Jahr nach der Nahrungsknappheit eine große Blüte erleben, gibt es keine Spillover-Effekte. Leider besteht das Problem darin, dass es kaum noch Winterquartiere gibt”, sagt Raina Plowright, eine Krankheitsökologin und Mitautorin der Studie an der Cornell University in Ithaca, New York.

Die Studie ist “absolut fantastisch”, sagt Sarah Cleaveland, Tierärztin und Ökologin für Infektionskrankheiten an der Universität Glasgow, Großbritannien. “Das Spannende daran ist, dass sie direkt zu Lösungen geführt hat. Laut Cleaveland könnte der Ansatz der Studie, die Auswirkungen von Klima, Umwelt, Ernährungsstress und Fledermausökologie gemeinsam zu untersuchen, neue Erkenntnisse für die Erforschung anderer Krankheitserreger, darunter Nipah und Ebola, und ihrer Virusfamilien liefern. Die Studie liefert “ein viel klareres Verständnis der Triebkräfte dieses Problems, das auch für andere Pandemien von Bedeutung ist”, sagt Alice Hughes, eine Naturschutzbiologin an der Universität von Hongkong. “Die Studie unterstreicht das erhöhte Risiko, das wir mit dem Klimawandel und dem zunehmenden Verlust von Lebensräumen wahrscheinlich sehen werden”, sagt sie.

Städtische Verlagerung

Das Hendra-Virus wurde 1994 nach einem Ausbruch bei Pferden und Menschen in einer Trainingsanlage für Vollblüter in Brisbane entdeckt. Spätere Studien ergaben, dass das Virus von seinem Fledermausreservoir – höchstwahrscheinlich dem schwarzen Flughund (Pteropus alecto) – über Kot, Urin und zerkaute Brei, den die Flughunde auf dem Gras ausspucken, auf Pferde übertragen wird. Infizierte Pferde übertragen das Virus dann auf den Menschen. Infektionen treten typischerweise in Gruppen während des australischen Winters auf, und es können mehrere Jahre vergehen, bevor eine weitere Gruppe bei Pferden auftritt, aber seit Anfang der 2000er Jahre häufen sich die Fälle.

Um den Mechanismus der Spillover-Ereignisse zu untersuchen, sammelten Plowright, Eby und ihre Kollegen von 1996 bis 2020 Daten über Ort und Zeitpunkt solcher Ereignisse, die Lage von Fledermausquartieren und deren Gesundheit, das Klima, Nektarmangel und den Verlust von Lebensräumen auf einer Fläche von etwa 300 000 Quadratkilometern im Südosten Australiens. Anschließend ermittelten sie anhand von Modellen, welche Faktoren mit Spillover-Effekten verbunden sind. “Ich bin beeindruckt von den unschätzbaren Datensätzen, die sie über die Ökologie haben”, sagt Gurley.

Im Laufe der Studie stellte das Team erhebliche Veränderungen im Verhalten der Fledermäuse fest. Die Flughunde lebten nicht mehr überwiegend nomadisch – sie zogen in großen Gruppen von einem einheimischen Wald zum anderen auf der Suche nach Nektar -, sondern sie ließen sich in kleinen Gruppen in städtischen und landwirtschaftlichen Gebieten nieder, was die Fledermäuse näher an die Orte brachte, wo Pferde und Menschen leben. Die Zahl der besetzten Fledermausquartiere hat sich seit Anfang der 2000er Jahre verdreifacht und wird 2020 bei etwa 320 liegen.

In einer separaten Studie des Teams2 wurde festgestellt, dass die neu errichteten Quartiere jeden Winter das Hendra-Virus ausscheiden, in Jahren mit Nahrungsmangel jedoch mehr Viren. Es gab “wirklich dramatische Winterspitzen bei der Infektion”, sagt Mitautor Daniel Becker, ein Ökologe mit Schwerpunkt auf Infektionskrankheiten an der University of Oklahoma in Norman. Die Studie brachte die vermehrte Virusausscheidung bei Fledermäusen auch mit einer verstärkten Übertragung auf Pferde in Verbindung.

Auf der Suche nach Nektar

Die Modellierung in der jüngsten Nature-Veröffentlichung von Plowright und Eby zeigt, dass sich die Populationen der Flughunde in kleine Gruppen aufspalteten, die in landwirtschaftliche Gebiete in der Nähe von Pferden zogen, wenn die Nahrung knapp war, und dass die Nahrungsknappheit auf starke El-Niño-Ereignisse folgte, wahrscheinlich weil die Knospen der einheimischen Eukalyptusbäume empfindlich auf Klimaänderungen reagieren. Um Energie zu sparen, flogen die Fledermäuse in diesen Jahren nur geringe Strecken und suchten in landwirtschaftlichen Gebieten in der Nähe von Pferden nach Nahrung. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Fledermäuse auf Pferde übergreifen, war in den Wintern nach einer Nahrungsknappheit am größten, sagt Plowright. Ihr Modell war in der Lage, genau vorherzusagen, in welchen Jahren dies der Fall sein würde.

Dann geschah etwas Unerwartetes. Im Jahr 2018 trat ein El Niño auf, gefolgt von einer Dürre im Jahr 2019, was darauf hindeutet, dass 2020 ebenfalls ein Spillover-Jahr hätte werden sollen. Aber es gab nur ein Ereignis im Mai, und seitdem wurde keines mehr festgestellt. “Wir haben alle Karten neu gemischt und alle anderen Elemente unserer Hypothese unter die Lupe genommen”, sagt Eby. Schließlich entdeckten sie, dass einheimische Wälder, die im Winter nach einer Nahrungsknappheit eine große Blütezeit erleben, dazu beitragen, ein Übergreifen zu verhindern. Im Jahr 2020 blühte ein Eukalyptuswald in der Nähe der Stadt Gympie und lockte rund 240.000 Fledermäuse an. Auch in den Jahren 2021 und 2022 kam es in anderen Regionen zu einer ähnlichen Winterblüte.

Die Forscher vermuten, dass diese Massenwanderungen die Fledermäuse von den Pferden wegführen. Sie schlagen vor, dass durch die Wiederherstellung der Lebensräume dieser wenigen Arten, die im Winter blühen, weniger Übergriffe auf Pferde und möglicherweise auch auf Menschen stattfinden würden. Und durch die Wiederherstellung der Lebensräume anderer Tiere, die gefährliche Krankheitserreger beherbergen, “können wir vielleicht die nächste Pandemie verhindern”, sagt Plowright.


Quellen/Original/Links:
https://www.nature.com/articles/d41586-022-03682-9

Übersetzung:
https://www.deepl.com/de/translator

Umweltjournalistin
Smriti Mallapaty

Smriti Mallapaty

Leitende Redakteurin bei Nature Index mit langjähriger Erfahrung in der Berichterstattung über Wissenschaft, Landwirtschaft und Technologie in der Region Südasien.