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Good Medicine for Conservation Biology: the Intersection of Epidemiology and Conservation Theory

Authors


 Current address: Department of Biology, Arizona State University, Box 8715, Tempe, AZ 85287, U.S.A., email leah.gerber@asu.edu

Abstract

Abstract: Infectious disease can be a concern for several aspects of conservation biology, such as determining threats to species, estimating population viability, and designing reserves, captive breeding, and recovery programs. Several measures are useful for describing infectious diseases in host populations, but it is not straightforward to determine the degree to which a particular disease may affect a host population. The most basic epidemiological theory suggests that populations should be least subject to host-specific infectious disease when they are at low abundance (  paradoxically, the state at which they are in most need of conservation action). There are important exceptions, however, such as when a reservoir host exists or when Allee or stochastic effects occur. Several of the key threats to biodiversity—habitat alteration, introduced species, pollution, resource exploitation, and climate change—can facilitate and/or impair transmission of infectious disease. Common management tools such as population viability analysis rarely address infectious disease explicitly. We suggest that such an inclusion is both possible and warranted. Considerations of infectious disease may influence the way we determine whether a species is in need of protection and how we might design reserves and captive breeding programs. Examples from the literature suggest that (1) introduced pathogens can make abundant species rare and (2) diseases of domestic animals can dramatically affect rare species. For both scenarios, conditions that cause stress or reduce genetic variation may increase susceptibility to disease, whereas crowding and cross-species contact can increase transmission. Southern sea otters (   Enhydra lutris nereis) make an interesting case study for consideration of the intersection of epidemiology and conservation because disease may be an important factor limiting the growth of otter populations. We conclude that pathogens are of increasing concern for conservation. Because many newly emerging pathogen dynamics often do not conform to the simplifying assumptions used in classic epidemiology, a detailed understanding of pathogen life history will illuminate the intersection of epidemiology and conservation theory.

Abstract

Resumen: Las enfermedades infecciosas pueden ser una preocupación para varios aspectos de la biología de la conservación, tales como determinar amenazas para las especies, estimar la viabilidad poblacional, el diseño de reservas, la reproducción en cautiverio y los programas de recuperación. Varias medidas son útiles para describir enfermedades infecciosas en poblaciones huésped; sin embargo, no es sencillo determinar el grado en el que una enfermedad particular puede afectar a una población huésped. La teoría epidemiológica más elemental sugiere que las poblaciones debieran estar menos sujetas a enfermedades infecciosas específicas cuando su abundancia es baja (  paradójicamente, el estado en el que requieren de mayor acción de conservación). Sin embargo, hay excepciones importantes como cuando existe un huésped reservorio o cuando ocurren efectos Allee o estocásticos. Varias de las principales amenazas a la biodiversidad (alteración de hábitat, especies introducidas, contaminación, explotación de recursos, cambio climático) pueden facilitar y/o impedir la transmisión de enfermedades infecciosas. Las herramientas comunes de manejo, tales como el análisis de viabilidad poblacional, raramente consideran enfermedades infecciosas explícitamente. Sugerimos que tal inclusión es tanto posible como justificada. Considerar enfermedades infecciosas puede influir en la forma en que determinamos si una especie requiere de protección y en como podemos diseñar reservas y programas de reproducción en cautiverio. Ejemplos de la literatura sugieren que (1) patógenos introducidos pueden hacer que una especie abundante sea rara y (2) enfermedades de animales domésticos pueden afectar a especies raras. En ambos casos, las condiciones que producen estrés o que reducen la variación genética pueden incrementar la susceptibilidad, mientras que aglomeraciones y contacto trans-específico puede incrementar la transmisión. Las nutrias marinas (   Enhydra lutris nereis) son un estudio de caso interesante para considerar la intersección de la epidemiología y la conservación porque la enfermedad puede ser un importante factor limitante del crecimiento de la población de nutrias. Concluimos que los patógenos son una preocupación para la conservación. Debido a que su dinámica a menudo no se ajusta a las suposiciones simplistas utilizadas en la epidemiología clásica, el entendimiento detallado de la historia de vida de los patógenos ayvdará a explicar la intersección de la epidemiología y la teoría de la conservación.

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