Published July 14, 2023 | Version v1
Publication Open

Epidemiological connectivity between humans and animals across an urban landscape

  • 1. Yale University
  • 2. University of Liverpool
  • 3. Smithsonian Conservation Biology Institute
  • 4. National Zoological Park
  • 5. University of Edinburgh
  • 6. International Livestock Research Institute
  • 7. Centre for Immunity, Infection and Evolution
  • 8. University of Minnesota
  • 9. University of Oxford
  • 10. University of Southampton
  • 11. University of Nairobi
  • 12. Kenya Medical Research Institute
  • 13. National Museums of Kenya
  • 14. Hokkaido University
  • 15. Columbia University
  • 16. Kenya Wildlife Service
  • 17. University of Milan
  • 18. Food and Agriculture Organization of the United Nations

Description

Urbanization is predicted to be a key driver of disease emergence through human exposure to novel, animal-borne pathogens. However, while we suspect that urban landscapes are primed to expose people to novel animal-borne diseases, evidence for the mechanisms by which this occurs is lacking. To address this, we studied how bacterial genes are shared between wild animals, livestock, and humans (n = 1,428) across Nairobi, Kenya-one of the world's most rapidly developing cities. Applying a multilayer network framework, we show that low biodiversity (of both natural habitat and vertebrate wildlife communities), coupled with livestock management practices and more densely populated urban environments, promotes sharing of Escherichia coli-borne bacterial mobile genetic elements between animals and humans. These results provide empirical support for hypotheses linking resource provision, the biological simplification of urban landscapes, and human and livestock demography to urban dynamics of cross-species pathogen transmission at a landscape scale. Urban areas where high densities of people and livestock live in close association with synanthropes (species such as rodents that are more competent reservoirs for zoonotic pathogens) should be prioritized for disease surveillance and control.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

من المتوقع أن يكون التحضر محركًا رئيسيًا لظهور الأمراض من خلال تعرض الإنسان لمسببات الأمراض الجديدة التي تنقلها الحيوانات. ومع ذلك، في حين أننا نشك في أن المناظر الطبيعية الحضرية مهيأة لتعريض الناس لأمراض جديدة تنقلها الحيوانات، إلا أنه لا توجد أدلة على الآليات التي يحدث بها ذلك. ولمعالجة هذا الأمر، درسنا كيفية مشاركة الجينات البكتيرية بين الحيوانات البرية والماشية والبشر (العدد = 1428) في جميع أنحاء نيروبي، كينيا - وهي واحدة من أسرع مدن العالم نمواً. بتطبيق إطار شبكة متعدد الطبقات، نظهر أن التنوع البيولوجي المنخفض (لكل من الموائل الطبيعية ومجتمعات الحياة البرية للفقاريات)، إلى جانب ممارسات إدارة الثروة الحيوانية والبيئات الحضرية الأكثر كثافة سكانية، يعزز مشاركة العناصر الوراثية المتنقلة البكتيرية التي تنقلها الإشريكية القولونية بين الحيوانات والبشر. توفر هذه النتائج دعمًا تجريبيًا للفرضيات التي تربط توفير الموارد، والتبسيط البيولوجي للمناظر الطبيعية الحضرية، والديموغرافيا البشرية والحيوانية بالديناميات الحضرية لانتقال مسببات الأمراض عبر الأنواع على نطاق المناظر الطبيعية. يجب إعطاء الأولوية للمناطق الحضرية التي تعيش فيها كثافات عالية من الناس والماشية في ارتباط وثيق مع المتجانسات (الأنواع مثل القوارض التي هي خزانات أكثر كفاءة لمسببات الأمراض الحيوانية المنشأ) لمراقبة الأمراض ومكافحتها.

Translated Description (French)

L'urbanisation devrait être un facteur clé de l'émergence de la maladie par l'exposition humaine à de nouveaux agents pathogènes d'origine animale. Cependant, alors que nous soupçonnons que les paysages urbains sont prêts à exposer les gens à de nouvelles maladies d'origine animale, les preuves des mécanismes par lesquels cela se produit font défaut. Pour résoudre ce problème, nous avons étudié comment les gènes bactériens sont partagés entre les animaux sauvages, le bétail et les humains (n = 1 428) à Nairobi, au Kenya, l'une des villes les plus en développement au monde. En appliquant un cadre de réseau multicouche, nous montrons que la faible biodiversité (des habitats naturels et des communautés de vertébrés sauvages), associée à des pratiques de gestion du bétail et à des environnements urbains plus densément peuplés, favorise le partage des éléments génétiques mobiles bactériens transmis par Escherichia coli entre les animaux et les humains. Ces résultats fournissent un soutien empirique aux hypothèses reliant l'approvisionnement en ressources, la simplification biologique des paysages urbains et la démographie humaine et animale à la dynamique urbaine de la transmission des agents pathogènes inter-espèces à l'échelle du paysage. Les zones urbaines où de fortes densités de personnes et de bétail vivent en étroite association avec des synanthropes (espèces telles que les rongeurs qui sont des réservoirs plus compétents pour les agents pathogènes zoonotiques) devraient être prioritaires pour la surveillance et le contrôle des maladies.

Translated Description (Spanish)

Se prevé que la urbanización sea un impulsor clave de la aparición de enfermedades a través de la exposición humana a nuevos patógenos transmitidos por animales. Sin embargo, aunque sospechamos que los paisajes urbanos están preparados para exponer a las personas a nuevas enfermedades transmitidas por animales, faltan pruebas de los mecanismos por los que esto ocurre. Para abordar esto, estudiamos cómo se comparten los genes bacterianos entre animales salvajes, ganado y humanos (n = 1,428) en Nairobi, Kenia, una de las ciudades de más rápido desarrollo del mundo. Aplicando un marco de red multicapa, mostramos que la baja biodiversidad (tanto del hábitat natural como de las comunidades de vida silvestre de vertebrados), junto con las prácticas de manejo del ganado y los entornos urbanos más densamente poblados, promueve el intercambio de elementos genéticos móviles bacterianos transmitidos por Escherichia coli entre animales y humanos. Estos resultados proporcionan apoyo empírico a las hipótesis que vinculan la provisión de recursos, la simplificación biológica de los paisajes urbanos y la demografía humana y ganadera con la dinámica urbana de la transmisión de patógenos entre especies a escala de paisaje. Las áreas urbanas donde altas densidades de personas y ganado viven en estrecha asociación con sinántropos (especies como roedores que son reservorios más competentes para patógenos zoonóticos) deben priorizarse para la vigilancia y el control de enfermedades.

Files

Epidemiological_Connectivity_HASSELL_DOA19052023_VOR_CC_BY.pdf.pdf

Files (1.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:52928bd06d5b2ad062c5cdaf410c5b8e
1.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التواصل الوبائي بين البشر والحيوانات عبر المناظر الطبيعية الحضرية
Translated title (French)
Connectivité épidémiologique entre les humains et les animaux à travers un paysage urbain
Translated title (Spanish)
Conectividad epidemiológica entre humanos y animales a través de un paisaje urbano

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4384304500
DOI
10.1073/pnas.2218860120

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W1882658170
  • https://openalex.org/W1923059478
  • https://openalex.org/W1932806540
  • https://openalex.org/W1965186841
  • https://openalex.org/W1966404186
  • https://openalex.org/W1967075719
  • https://openalex.org/W1968838359
  • https://openalex.org/W1974600351
  • https://openalex.org/W1986757666
  • https://openalex.org/W1988619277
  • https://openalex.org/W1994413497
  • https://openalex.org/W199650091
  • https://openalex.org/W1997280549
  • https://openalex.org/W1998687140
  • https://openalex.org/W2022787472
  • https://openalex.org/W2029027620
  • https://openalex.org/W2034736655
  • https://openalex.org/W2054246318
  • https://openalex.org/W2060149972
  • https://openalex.org/W2075495493
  • https://openalex.org/W2096136553
  • https://openalex.org/W2103685216
  • https://openalex.org/W2111096829
  • https://openalex.org/W2111322194
  • https://openalex.org/W2113447914
  • https://openalex.org/W2117043113
  • https://openalex.org/W2118726788
  • https://openalex.org/W2119160928
  • https://openalex.org/W2120902911
  • https://openalex.org/W2125834258
  • https://openalex.org/W2130010389
  • https://openalex.org/W2131042289
  • https://openalex.org/W2131407644
  • https://openalex.org/W2134852597
  • https://openalex.org/W2145880845
  • https://openalex.org/W2146713153
  • https://openalex.org/W2152346129
  • https://openalex.org/W2157330322
  • https://openalex.org/W2159954944
  • https://openalex.org/W2395502641
  • https://openalex.org/W2492700850
  • https://openalex.org/W2546199681
  • https://openalex.org/W2618653913
  • https://openalex.org/W2700382303
  • https://openalex.org/W2727650792
  • https://openalex.org/W2743032081
  • https://openalex.org/W2765696741
  • https://openalex.org/W2770704586
  • https://openalex.org/W2774632352
  • https://openalex.org/W2790685967
  • https://openalex.org/W2794313719
  • https://openalex.org/W2807251817
  • https://openalex.org/W2889178232
  • https://openalex.org/W2916004120
  • https://openalex.org/W2937984898
  • https://openalex.org/W2942840404
  • https://openalex.org/W2950455738
  • https://openalex.org/W2952089337
  • https://openalex.org/W2984105312
  • https://openalex.org/W2994830150
  • https://openalex.org/W3005269280
  • https://openalex.org/W3005854655
  • https://openalex.org/W3011127849
  • https://openalex.org/W3014552539
  • https://openalex.org/W3047617722
  • https://openalex.org/W3102426116
  • https://openalex.org/W3109452721
  • https://openalex.org/W4205153278
  • https://openalex.org/W4221126308
  • https://openalex.org/W4225265586
  • https://openalex.org/W4239336813
  • https://openalex.org/W4281717590
  • https://openalex.org/W4384304500