Spatial and Temporal Patterns of Anthrax in White-Tailed Deer, Odocoileus virginianus, and Hematophagous Flies in West Texas during the Summertime Anthrax Risk Period

Abstract

White-tailed deer, Odocoileus virginianus, anthrax epizootics have been frequently documented in Texas over the last two decades. Once outbreaks begin, there is evidence for the potential role of hematophagous flies as vectors for the disease. Hypotheses on the role of biting flies in the transmission of anthrax date back more than a century. Both laboratory experiments and field studies have provided evidence of a biting fly transmission pathway. In particular, several studies have implicated biting flies during severe wildlife outbreaks in North America. Despite these implications, there is a lack of spatial analysis relating flies and anthrax. Here we report on the spatial patterns of anthrax in white-tailed deer on a well-studied ranch with a documented anthrax history. These patterns were evaluated against the spatiotemporal patterns of biting flies during the anthrax risk period. Unbaited fly traps were used to collect flies across the study ranch from June through August 2005. Kernel density analysis confirmed biting fly hotspots concentrated in the areas with highest densities of deer carcasses. The average nearest neighbor index confirmed that deer carcasses were spatially clustered and density estimates suggest that these are in proximity to areas supporting high fly populations. Dual kernel density analysis of carcasses and deer population identified a large dry riverine habitat as a high anthrax risk. Fly catch rates across the period identified a similar pattern to the anthrax risk surface. The high overlap between areas of sustained high fly catch rates and anthrax cases does suggest a relationship warranting future research.

过去二十年来, 德州经常记录到学名为 Odocoileus virginianus 的白尾鹿以及动物炭疽流行病。有证据显示, 疫情一旦爆发, 噬血苍蝇在疾病传播上扮演着潜在角色。有关叮咬苍蝇在炭疽病传播中的角色之假说, 可追溯至一个世纪以上。实验室的实验与田野研究, 皆提供了叮咬苍蝇的传染途径之证据。在北美几次疫情严重的野生动物流行病爆发中, 部分研究特别指涉了叮咬苍蝇的角色。儘管有着上述指涉, 但目前仍然缺乏有关苍蝇和炭疽病的空间分析。我们于此报导在一个具有炭疽病历史纪录并受到详尽研究的牧场中, 白尾鹿群中的炭疽病空间模式。这些模式, 将对照炭疽病危险时期的叮咬苍蝇之时空模式进行评估。我们在 2005 年六月至八月间, 使用未设圈套的苍蝇诱捕器来蒐集研究牧场中的苍蝇。核密度分析証实, 叮咬苍蝇的热点集中于鹿群尸体密度最高的地区。平均最邻近指标证实, 鹿群尸体具有空间集中性, 而密度评估则指出, 这些尸体集中处邻近支持大量苍蝇群体的地区。尸体与鹿群的双核密度分析, 指出大量的近河畔乾燥栖地具有高度的炭疽病风险。在此期间的苍蝇捕获率, 与炭疽病风险的表面模式相似。持续具有高度苍蝇捕获率的区域与炭疽病案例之间的高度重叠, 则指出未来研究应关注的关係。

La epizoótica ántrax del ciervo cola blanca (Odocoileus virginianus) ha sido frecuentemente documentada en Texas durante las últimas dos décadas. Tan pronto como empieza un brote, se alude a la evidencia del papel potencial que pueden asumir las moscas hematófagas como vectores de la enfermedad. Las hipótesis sobre el papel de las moscas picadoras en la trasmisión del ántrax se remontan a más de un siglo. Tanto experimentos de laboratorio como los estudios de campo han aportado evidencia sobre una ruta de trasmisión de la enfermedad por picaduras de moscas. Varios estudios en particular han implicado estas picaduras durante brotes severos que afectan la vida silvestre en América del Norte. Pero a pesar de tales implicaciones, se nota la falta de análisis espaciales que relacionen a las moscas con el ántrax. En el presente trabajo informamos sobre los patrones espaciales del ántrax en el ciervo cola blanca detectados en un rancho que fue muy bien estudiado con una historia documentada de la enfermedad. Los patrones observados se evaluaron frente a los patrones espacio-temporales de estas moscas durante el período de riesgo de ántrax. Se utilizaron trampas sin cebo para atrapar moscas en el territorio del rancho bajo estudio entre junio y agosto de 2005. El análisis de densidad kernel confirmó la existencia de zonas críticas concentradas en las áreas que registraron las máximas densidades de restos de ciervos. El promedio del índice de vecino más cercano confirmó que los restos de los ciervos muertos estaban espacialmente aglomerados y los cálculos de densidad sugieren que éstos se hallan en la proximidad de áreas que están infestadas con altas poblaciones de moscas. El análisis de densidad kernel dual de los restos y de la población de ciervos identificó un hábitat fluvial seco grande como área con alto riesgo de ántrax. Las tasas de captura de moscas durante el período de estudio identificaron un patrón similar para la superficie de riesgo de ántrax. El alto traslape registrado entre las áreas de tasas sostenidas de alta captura de moscas y los casos de ántrax en verdad sugieren una relación que amerita más investigación.

Key Words:

• anthrax
• disease ecology
• hematophagous flies
• spatial epidemiology
• white-tailed deer

关键词:

• 炭疽病
• 疾病生态学
• 噬血苍蝇
• 空间流行病学
• 白尾鹿

Palabras clave:

• ántrax
• ecología de enfermedades
• moscas hematófagas
• epidemiología espacial
• ciervo cola blanca