I juni ledde Virginia Tech Assistant Professor Luis Escobar ett team av studenter till Anderna och låglandet i Colombia för att förstå hur vampyrfladdermöss kan hjälpa till att förutsäga och förhindra nästa stora epidemi.
Escobar är expert på att bedöma hur sjukdomar reagerar till klimat- och landskapsförändringar i College of Natural Resources and Environments Department of Fish and Wildlife Conservation. Med ett anslag på $358 000 från National Science Foundation och stöd från Centers for Disease Control and Prevention (CDC), undersöker hans senaste projekt hur vampyrfladdermöss som bär på rabiesviruset kan hjälpa forskare att förutse områden där virusöverföring av vilda djur kan inträffa under de kommande åren.

Studien dokumenterar på djupet hur sammanflödet av geografi, befolkningsegenskaper och klimatförändringar påverkar spridningen av infektionssjukdomar från fladdermöss till andra arter och föreslår nya modeller för att förutsäga när och var sådana spillover-händelser kommer att inträffa. Fynden kan belysa vilka miljöförhållanden som ökar sannolikheten för överföring av rabies såväl som andra sjukdomar som överförs från djur till människor, såsom coronavirus och ebolaviruset.

Colombias varierande klimat och topografi – från Andernas kalla, torra höjder ner till de varma, fuktiga lågländerna och kustområdena – erbjuder den idealiska miljön för sådan forskning.

"Klimatförändringar och stigande temperaturer ökar risken för spridning av infektionssjukdomar", sa Escobar. "Colombia erbjuder ett fantastiskt system för att se effekterna av extrema temperaturer på nära håll utan att behöva vänta på att klimatförändringarna ska utvecklas. Vi övervakar stora områden och olika klimat och höjder för att skapa en storbildsstudie av faktorerna bakom spridningens geografi. för att svara på frågan:Kan vi förutsäga spridning över rumsliga områden?"

Vampyrfladdermöss är idealiska värdar för vilda djur för att studera sjukdomsöverföring. De är en frekvent källa till spridning av patogener i Latinamerika, där boskapsdöd till följd av rabiesvirus är vanliga. När fladdermöss och fladdermusburna infektioner kryper längre norrut på grund av värmande temperaturer, utgör vampyrfladdermusrabies ett betydande hot mot boskap, boskap och andra djur i södra USA.

"Många epidemiorsakande patogener kommer från fladdermöss, som kan infektera ett brett spektrum av arter från köttätare till boskap och människor," sa Escobar. "Vi har lärt oss många lektioner om sjukdom tack vare rabies, vilket gör rabies till en utmärkt modell för att förstå hur den pågående klimatförändringen kan utlösa nästa pandemi. Om vi ​​kan få en god uppfattning om hur miljöförhållandena - landskap, temperatur, regn , urbanisering – öka eller minska överföringen av sjukdomar, då kan vi bättre förstå hur patogener korsar artlinjer för att spridas till allmänheten och orsaka epidemier och till och med pandemier som COVID-19."

Som ledande utredare i studien bedriver Escobar, som är ansluten fakultetsmedlem till Global Change Center och Center for Emerging, Zoonotic, and Arthropodborne Pathogens, all fältforskning förutom att hantera allmän projektövervakning och ledning.

Hans kollega, professor Eric Hallerman från Institutionen för bevarande av fisk och vilda djur, kommer att genomföra en populationsgenetisk bedömning från vampyrfladdermusproverna. Han kommer också att undersöka relationerna mellan olika vampyrfladdermuspopulationer för att avgöra om de delar gener eller har oberoende kolonier, vilket kan hjälpa laget att bättre förstå överföringsprocesser.

Co-rektor utredare Lauren Childs, docent i matematik vid College of Science, kommer att sätta ihop olika datamönster, skapa ett matematiskt modelleringsramverk för att rekonstruera och hjälpa till att projicera framtida spillover-händelser.

Virginia Tech-forskarna samarbetar i arbetet med seniora forskare från U.S. Centers for Disease Control and Prevention, Universidad de La Salle i Colombia och tjänstemän från de colombianska hälso- och jordbruksdepartementen.

Elever får chansen att utmärka sig i fältarbete

För att samla in den första fältdatan i juni, samlade och utbildade Escobar ett team av Virginia Tech-studenter, inklusive en doktorand och tre studenter. Teamet, tillsammans med studenter från fyra colombianska universitet, besökte fyra platser med olika höjder, temperaturer och ekologiska förhållanden för att fånga och ta prov på mer än 250 vampyrfladdermöss.

När de arbetade på natten, när fladdermöss är som mest aktiva, fångade de fladdermöss i stora rektangulära dimnät i skogar och jordbruksmarker. De lärde sig också hur man går ner i grottor iförda kostymer, handskar och masker för att fånga fladdermöss under dagen. Fladdermössen placerades i påsar och fördes tillbaka till ett mobilt labb, där Escobar och eleverna identifierade arten, mätte dem, tog blodprover, märkte dem och matade dem med en sockervattenlösning innan de släpptes.

Möjligheten att skaffa praktisk erfarenhet inom forskning och fältarbete är en prioritet för högskolan. Studenter som studerar vid avdelningen för fisk- och naturvård förväntas slutföra en upplevelsebaserad inlärningsupplevelse innan examen; ett alternativ för att uppfylla detta krav är forskning på grundnivå.

Högskolan och institutionen värdesätter också inkludering och möjligheter, och Escobar uppmuntrade specifikt ansökningar från studenter från underrepresenterade och underbetjänade bakgrunder inom sjukdomsekologi.

Dyess Harp, från Berryville, Virginia, som tog examen i juni med en examen i bevarande av fisk och vilda djur, sa att erfarenheten bekräftade hennes intresse för att ta en magisterexamen inom området.

"Möjligheten att få praktisk erfarenhet inom biologisk mångfald, sjukdomsekologi och fladdermöss, och vara en del av ett så mångkulturellt, stödjande team var en dröm som gick i uppfyllelse", sa Harp. "För mig var detta en riktigt uppmuntrande sak eftersom queerpersoner, särskilt transpersoner, historiskt sett inte har inkluderats i fältforskningsresor av den här omfattningen."

Quan Dong, senior från Annandale, Virginia, med inriktning på naturvård och biologiska vetenskaper, kallade det "livets resa."

"Det här var min absolut bästa collegeupplevelse hittills," sa han. "Fältarbete är en unik upplevelse som egentligen inte går att replikera på något annat sätt. Jag kunde lära mig färdigheter relaterade till de fysiska aspekterna av fältarbete, till exempel teknikerna för att sätta upp ett dimnät och ta dig fram för en dag av vandring genom bergen. Jag kunde också lära mig att vara en effektiv forskare, ge kritisk feedback och samarbeta med andra. Jag förväntar mig att dessa färdigheter kommer att stanna hos mig under hela mitt liv och hjälpa till att stimulera en fruktbar karriär inom naturvård."

Dong formulerade också sitt eget separata forskningsprojekt om fladdermusakustik och ekolokaliseringsaktivitet. Han spelade in fladdermusvokaliseringar och undersöker nu de unika och vanliga språken för vampyrfladdermöss i olika regioner.

Escobar och en ny grupp studenter kommer tillbaka nästa år för att samla in fler prover och slutföra studien. Under tiden analyserar teamet ett sekels historiska data från Latinamerika och letar efter mönster i klimatförändringar och rabiesspillover som kan vara till hjälp för att förutsäga framtida överföringshändelser.

"Studenter som studerar naturvård i College of Natural Resources and Environment har en unik möjlighet att inte bara få lera på sina stövlar, utan också att arbeta med CDC och andra hälsomyndigheter som studerar vilda djursjukdomar," sa Escobar. "Genom projekt som detta fyller vi en kritisk nisch:den empiriska studien av klimatförändringens effekter på sjukdomsuppkomst."

"Studenternas framgång är det centrala fokuset på vår avdelning, och att få forskningserfarenhet av att arbeta i nya miljöer och med pressande miljöfrågor är ett utmärkt sätt för studenter att utöka sitt CV och säkerställa sin framgång när de går bortom Virginia Tech", säger Joel Snodgrass, avdelningschef och professor vid Institutionen för fisk- och viltvård. "Dr. Escobars arbete representerar just en sådan möjlighet och visar tydligt fördelarna för våra studenter med en mångsidig fakultet och studentkår." + Utforska vidare

Den första titten på hur rabies påverkar vampyrfladdermusens sociala beteende