Większość ludności świata zamieszkuje obszary miejskie, które nieustannie rozrastają się zarówno pod kątem liczby mieszkańców, jak i zasięgu geograficznego1. Choć ekspansja miast jest jednym z głównych zagrożeń dla globalnej różnorodności biologicznej1,2,3, obszary zurbanizowane są coraz częściej zagospodarowywane w celu zapewnienia siedlisk dla dzikich zwierząt poprzez zazielenianie miast, ponieważ naturalne siedliska ulegają przekształceniu i fragmentacji4,5,6,7. Współistnienie gęsto zaludnionych obszarów miejskich z dziką przyrodą może prowadzić do interakcji między ludźmi a zwierzętami o charakterze zarówno pozytywnym (np. poczucie związku z naturą)8, jak i szkodliwym (np. transmisja chorób odzwierzęcych)9. Historycznie dzika fauna w systemach miejskich była niedostatecznie zbadana10, co stworzyło krytyczną lukę w zrozumieniu trwałości populacji zwierząt, ryzyka wystąpienia chorób odzwierzęcych11 oraz koegzystencji ludzi i dzikich zwierząt12 w zmieniającym się świecie.
Północno-wschodnie Stany Zjednoczone (U.S.) są intensywnie zurbanizowane13 i stanowią ognisko występowania kleszczy wirginijskich (Ixodes scapularis) oraz pojawiania się chorób przenoszonych przez kleszcze14, przy czym ryzyko to wykazuje różnice przestrzenne w obrębie regionu15. Choroby przenoszone przez kleszcze, takie jak borelioza, są najczęściej zgłaszanymi chorobami wektorowymi w U.S., z liczbą prawie 500 000 przypadków rocznie14. W stanie Nowy Jork kleszcze wirginijskie przenoszą kilka patogenów istotnych dla zdrowia publicznego, w tym Borrelia burgdorferi (czynnik etiologiczny boreliozy), Anaplasma phagocytophilum (czynnik etiologiczny anaplazmozy), Babesia microti (czynnik etiologiczny babeszjozy) oraz wirus Powassan (czynnik etiologiczny choroby z wirusa Powassan)16. Oprócz kleszcza wirginijskiego, po niedawnym zawleczeniu, w północno-wschodniej części kraju szybko utrwaliła się populacja kleszcza długorogiego (Haemaphysalis longicornis)17,18, a inne rodzime kleszcze-wektory, takie jak kleszcz samotna gwiazda (Amblyomma americanum), który może wywołać zespół alfa-gal19, zwiększają liczebność i rozszerzają swój zasięg na północ20,21, co stwarza nowe wyzwania dla zdrowia publicznego.
Choć zagrożenia związane z kleszczami w obszarach zurbanizowanych rosną15,22, większość badań nad kleszczami koncentrowała się na obszarach wiejskich i podmiejskich22,23,24, co doprowadziło do powstania istotnych luk w zrozumieniu ekologii patogenów przenoszonych przez kleszcze wzdłuż gradientów urbanizacji oraz w miejskich przestrzeniach zielonych15,25. Aktywny nadzór nad kleszczami, dzikimi żywicielami oraz drapieżnikami tych żywicieli jest niezbędny w celu opracowania lokalnych praktyk zarządzania opartych na dowodach26.
Nowy Jork (NYC) posiada największą populację ludzi spośród wszystkich miast w USA13. W 2020 roku szacowano, że w pięciu dzielnicach NYC mieszkało >8,4 miliona osób13, a w szerszym obszarze metropolitalnym >20,1 miliona osób13. Chociaż NYC ma wyższą średnią gęstość zabudowy (około 4700 jednostek mieszkalnych na km2) niż jakiekolwiek inne miasto w USA13, miasto to posiada również ponad 29 000 akrów (14% powierzchni lądowej) terenów parkowych zarządzanych przez NYC Department of Parks and Recreation27, które stanowią istotne siedliska i refugia dla setek gatunków dzikich zwierząt28,29. Miasto leży wzdłuż szlaku migracyjnego Atlantic Flyway, będącego drogą przelotu dla milionów ptaków30,31, i zostało niedawno ponownie zasiedlone przez kilka gatunków średnich ssaków, w tym w szczególności przez kojota wschodniego (Canis latrans x Canis lycaon)32, skunksa pręgowanego (Mephitis mephitis)33 oraz jelenia białogoniego (Odocoileus virginianus)34.
W związku z inwestycjami Nowego Jorku w ponowną zazielenie miasta35, prawdopodobnie wzrośnie częstotliwość interakcji między ludźmi a dziką przyrodą36. Choć wzrost bioróżnorodności miejskiej może być oznaką zdrowego ekosystemu37 i może przywrócić poczucie kontaktu z naturą w życiu miejskim38, interakcje z dzikimi zwierzętami w miastach mogą również prowadzić do transmisji patogenów zoonotycznych11,39. Ssaki przystosowane do warunków miejskich, takie jak szop podsiewka (Procyon lotor), są w tym względzie gatunkami interesującymi, ponieważ mogą wykazywać większą tolerancję na urbanizację niż inne duże ssaki40,41 i mogą pośredniczyć w transmisji patogenów zoonotycznych na obszarach miejskich42. Kolejnym gatunkiem budzącym zainteresowanie są jelenie ogoniaste, gdyż stwierdzono, że ich obecność w miejskich terenach zielonych zwiększa liczebność kleszczy i potęguje ryzyko zachorowania na boreliozę25,43.
W granicach miasta Nowy Jork działa rozbudowany program nadzoru nad wektorami, prowadzony przez Departament Zdrowia; jednak kleszcze nie są badane w tak szerenym zakresie w najbardziej zurbanizowanych terenach zielonych miasta44,45,46. Wysiłki w zakresie nadzoru nad kleszczami w sąsiednich hrabstwach różnią się pod względem intensywności47,48, co utrudnia porównania międzygminne. Przeprowadzono wiele badań nad zagrożeniami związanymi z kleszczami w środowisku miejskim17,18,43,46,49 oraz dziką fauną33,34,50,51 w granicach miasta, co dostarczyło cennych informacji na temat tego, jak kleszcze, patogeny przenoszone przez kleszcze i dzikie zwierzęta mogą reagować na środowiska miejskie i je wykorzystywać. Jednak skutki urbanizacji w odniesieniu do zagrożeń przenoszonych przez kleszcze i społeczności dzikich zwierząt wykraczają poza centrum miasta, rozciągając się wzdłuż gradientów urbanizacji15,52,53,54. Według najlepszej wiedzy autorów nie istnieją miejskie systemy nadzoru nad kleszczami, które monitorowałyby sposób pojawiania się kleszczy i ich gospodarzy z dzikiej fauny w środowiskach wzdłuż gradientów urbanizacji. Aby pomóc mieszkańcom Nowego Jorku reagować na pojawiające się zagrożenia przenoszone przez kleszcze i współistnieć z dziką fauną, zróżnicowana grupa partnerów z Nowego Jorku opracowała Miejski System Nadzoru nad Kleszczami i Dziką Fauną (Tick and Wildlife Urban Surveillance System, TWUSS), obejmujący gradient urbanizacji od Nowego Jorku przez Long Island, NY.

Rysunek 1. Etapy projektowania, wdrażania i utrzymywania Systemu Miejskiego Nadzoru nad Kleszczami i Dziką Przyrodą. Strzałki sprzężenia zwrotnego zostały naniesione między wyborem potencjalnych terenów zieleni, uzyskaniem zgód na dostęp do terenu a wyborem miejsc do zbierania kleszczy i rozmieszczenia fotopułapek. Rysunek wykonany w programie BioRender. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
Przed ustanowieniem TWUSS powołano komitet doradczy składający się z kluczowych partnerów z zakresu zarządzania dziką przyrodą oraz ekspertów w dziedzinie ekologii zagrożeń przenoszonych przez kleszcze, którzy przekazali sugestie i uwagi dotyczące projektu transektów (Rycyna 1). Odbywano comiesięczne spotkania w celu ustalenia celów projektu, uzgadniając, że głównym celem naukowym było uwzględnienie stanowisk obejmujących gradient urbanizacji, łączności siedlisk oraz wielkości płatów. Włączenie wielu doradców pozwoliło na wykorzystanie głębokiej lokalnej wiedzy o obszarze. Na przykład wymiana uwag między partnerami pomogła zaplanować możliwość uchwycenia przez sieć dynamiki ekspansji i rozprzestrzeniania się kojotów na Long Island32. Opinie partnerów ułatwiły również włączenie stanowisk, w których zarządcy wyrazili gotowość do zapewnienia dostępu, grupy społecznościowe mogły pomóc w obsłudze fotopułapek i/lub fotoznakowaniu, a członkowie zespołu posiadali osobiste kontakty umożliwiające dostęp do terenu.
Fotopułapki do monitorowania dzikiej przyrody (nazywane również kamerami terenowymi lub łowieckimi; w dalszej części tekstu określane jako kamery do monitorowania dzikiej przyrody) zostały powszechnie przyjęte jako nieinwazyjna i stosunkowo tania metoda zbierania danych o zwierzętach, co zmieniło rutynowy sposób prowadzenia badań nad dziką przyrodą55,56. Kamery do monitorowania dzikiej przyrody umożliwiają gromadzenie ogromnych ilości danych obrazowych, co nie byłoby możliwe przy zastosowaniu tradycyjnych metod obserwacji terenowych57. Urban Wildlife Information Network (UWIN) opracowała schemat transektów dla fotopułapek, który jest udostępniany partnerskim miastom członkowskim na całym świecie w celu monitorowania rozmieszczenia lokalnej dzikiej przyrody wzdłuż gradientów miejskich58. Schemat transektów UWIN został zaadaptowany, a kamery do monitorowania dzikiej przyrody połączono z pobieraniem kleszczy w ramach stworzenia TWUSS (Rysunek 1). Do pobierania próbek kleszczy wykorzystano metodę „przeciągania tkaniny” (tzw. tick drags) jako standardowy sposób szacowania zagęszczenia kleszczy59. Próbkowanie koncentrowało się na stadium nimfy, ponieważ nimfy kleszczy są głównym wektorem patogenów przenoszonych przez kleszcze na ludzi. Próbkowanie kleszczy prowadzono zatem od końca maja do końca lipca, zgodnie z szczytem aktywności nimf kleszczy I. scapularis w północno-wschodniej części USA60.
Aby partner miejski mógł dołączyć do sieci UWIN, głównym wymogiem jest wyznaczenie co najmniej jednego transektu, który pomieści 25–30 lokalizacji stacji z fotopułapkami58; nie istnieje wymóg co do minimalnej długości, ani wymóg, aby transekt biegł w linii prostej. Zgodnie z wymogami sieci UWIN, stacje z fotopułapkami mogą być rozmieszczone w każdym obszarze użytkowanym przez dziką przyrodę, w tym w ogrodach przydomowych58. Jednakże program TWUSS koncentruje się na publicznych lub półpublicznych terenach zielonych, takich jak parki miejskie, cmentarze, rezerwaty leśne, pola golfowe lub duże ogrody, w celu rozmieszczenia fotopułapek pozwalających na uchwycenie rozprzestrzenienia bardziej wrażliwych gatunków docelowych, takich jak jelenie białogoniowe i skunksy6. Transekt w Nowym Jorku (NYC) ma długość 55 km i szerokość 4 km, podzielony na dziesięć odcinków o długości 5 km każdy. W 2022 roku w każdym odcinku utworzono cztery stacje z fotopułapkami, co łącznie dało 40 lokalizacji poboru próbek fauny, rozciągających się od Brooklynu po hrabstwo Nassau w stanie Nowy Jork. W 2023 roku dodano kolejny odcinek na Staten Island w stanie Nowy Jork. W przypadku zbiorów kleszczy wykluczono pola golfowe ze względu na stosowanie insektycydów i aktywne zwalczanie kleszczy, co mogłoby zakłócić dane61, w wyniku czego 29 lokalizacji stacji z fotopułapkami stało się również miejscami zbioru kleszczy.
TWUSS różni się od innych systemów nadzoru nad kleszczami zastosowaniem projektu transekcyjnego w gradiencie urbanizacji oraz parowaniem zestandaryzowanych metod gromadzenia danych o kleszczach i dzikich zwierzętach26,62,63. W nadzór nad kleszczami zaangażowanych jest wiele instytucji rządowych i pozarządowych64. Jednak większość działań w zakresie nadzoru nad kleszczami ma ograniczony cel w postaci wykrywania obecności kleszczy i opiera się na pasywnych, niestandaryzowanych metodach nadzoru62,63,65. Metody nadzoru pasywnego (tzn. zgłoszenia o kleszczach na platformach nauki obywatelskiej) mają przewagę nad metodami nadzoru aktywnego ze względu na niskie koszty i relatywnie niewielki nakład pracy potrzebny do ich utrzymania62,66, lecz nie pozwalają na głębokie zrozumienie trendów przestrzennych i czasowych63. W 2020 roku Centers for Disease Control and Prevention (CDC) opublikowało kompleksowy przewodnik po aktywnym nadzorze nad kleszczami, który zawiera szczegółowe instrukcje przeprowadzania przeciągów kleszczowych, lecz zawiera jedynie ogólne wytyczne dotyczące wyboru lokalizacji59, co jest krytycznym krokiem w ocenie zagrożenia kleszczami67. Ponadto obecne metody nadzoru nad kleszczami rzadko obejmują powiązany monitoring dzikich zwierząt, mimo że ekologia kleszczy jest ściśle powiązana z ich żywicielami wśród dzikich zwierząt68,69. Urban Wildlife Institute podjął znaczne wysiłki w celu zestandaryzowania monitoringu dzikich zwierząt w obrębie gradientów urbanizacji poprzez utworzenie UWIN58, a istnieje potencjał do rozszerzenia takich sieci w celu realizacji celów One Health70. Dzięki połączeniu zestandaryzowanych metod zbierania kleszczy i monitorowania dzikich zwierząt w gradiencie urbanizacji, TWUSS umożliwia istotne porównania dynamiki populacji kleszczy i ich żywicieli wśród dzikich zwierząt tam, gdzie działania w zakresie aktywnego nadzoru były ograniczone22.
Projekt TWUSS jest najbardziej odpowiedni dla obszarów miejskich, w których występują, rozszerzają swój zasięg lub pojawiają się dzikie zwierzęta, kleszcze oraz przenoszone przez nie patogeny64,70. Kluczowym ograniczeniem, o którym należy wspomnieć, jest zależność od zgód partnerów oraz duży nakład pracy wymagany do utrzymania transektu. W niniejszej pracy przedstawiamy proces ustanawiania transdyscyplinarnej współpracy w celu zaprojektowania, wdrożenia i utrzymania spójnego systemu fotopułapek dla dzikich zwierząt oraz nadzoru nad kleszczami.