https://frosthead.com

Poznaj kolorową nową broń, którą naukowcy wykorzystują do ratowania ropuch przed niszczycielskim grzybem

Gości hotelowych Valerie McKenzie można określić jedynie jako wyjątkowo wymagającą utrzymania.

powiązana zawartość

  • Te żaby hodowane w niewoli stoją w obliczu drapieżników i grzyba Chytrid, aby przetrwać na wolności
  • Cave Dragons - i ich uratowanie może być kluczem do ochrony wody pitnej
  • Wyścig o ochronę żab przed śmiercionośnym patogenem zyskuje bardzo potrzebne ulepszenie

Po pierwsze, każdy z nich wymaga osobnych przenośnych jednostek plastikowych, które są dostarczane bezpłatnie z oszałamiającym widokiem na góry Collegiate Peaks w Kolorado. W pierwszej połowie października zostali również poddani skrupulatnie przygotowanym codziennym, pełnym białek posiłkom, dwutygodniowemu intensywnemu zabiegowi kąpieli probiotycznej i dwutygodniowemu wacikowi skóry do analizy mikrobiomów. Niestety rozpieszczone zarzuty McKenziego nie były w stanie wyrazić uznania dla królewskiego traktowania.

W końcu biolog z University of Colorado, Boulder prowadził „hotel ropuchy”.

Prace terenowe, które McKenzie podsumował w październiku, mogą uratować miliardy istnień - na pewno płazów, ale być może także ludzi. Ma nadzieję, że terapia probiotyczna, którą ona i jej zespół zastosowali u ropuch w jej hotelach tej jesieni, może pomóc przyszłym ropuchom w walce z śmiertelnym patogenem.

Przez dziesięciolecia populacje żab, ropuch i salamandrów na całym świecie były niszczone przez tajemniczy patogen grzybowy o nazwie Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). To problem, ponieważ płazy - z których 40 procent jest zagrożonych wyginięciem na całym świecie - mają kluczowe znaczenie dla zdrowych ekosystemów. Dziennikarz Elizabeth Kolbert pomogła zwrócić uwagę społeczeństwa na ten kryzys ekologiczny w artykule dla New Yorkera w 2009 roku, a później w nagradzanej książce Pulitzera Szóste wyginięcie .

Nie chodzi tylko o to, że te płazy kontrolują populacje owadów i służą jako pokarm dla większych drapieżników. Są również szczególnie wrażliwe na swoje środowisko, czyniąc je „gatunkami wskaźnikowymi” lub zwierzętami, których fluktuacje zdrowotne i populacji można wykorzystać do oceny większych zakłóceń środowiska i szkód. Jakby tego było mało, biologów niepokoi również fakt, że żaby, ropuchy i salamandry odgrywają rolę w regulowaniu populacji komarów, które przenoszą niszczycielskie choroby z Zachodniego Nilu do Ziki.

Z komercyjnego punktu widzenia „potencjalnie tracimy leki”, mówi Reid Harris, biolog James Madison i badacz płazów. Harris odnosi się do faktu, że wydzieliny skórne żab mogą kiedyś odegrać rolę w leczeniu kluczowych chorób u ludzi, takich jak HIV. „Utrata choćby jednego gatunku jest niedopuszczalna, ale myślimy o utracie 42 procent gatunków”, mówi Harris. Dodaje, że w niektórych miejscach środowisko już reaguje na wymieranie w nieprzewidziany sposób. „W Panamie nastąpiło masowe wyginięcie, a teraz widać tam znacznie więcej glonów rosnących w strumieniach”, mówi.

Experiment_BrownsCreek.jpg „Hotele ropuchowe” dla leczonych i kontrolowanych ropuch. (Valerie McKenzie)

Praca McKenziego opiera się na badaniach Harrisa rozpoczętych prawie dziesięć lat temu. W 2008 r. Jego laboratorium odkryło, że J. lividum, bakteria naturalnie występująca na skórze wielu gatunków ropuch i żab, ma użyteczne działanie zwalczające grzyby. Wydawało się, że utrzymuje Bd wystarczająco długo, aby układ odpornościowy żaby mógł uruchomić i dokończyć robotę.

Harris po raz pierwszy zainteresował się J. lividum, gdy zobaczył, jak w laboratorium zmienia kolor na ciemnofioletowy, kiedy pracował z chemikiem organicznym Kevinem PC Minbiole, obecnie na Uniwersytecie Villanova. „Za każdym razem, gdy kolonia produkuje kolor, Kevin zwraca na to uwagę” - mówi Harris. Chciał dowiedzieć się, jaki jest mechanizm zmiany koloru.

Jak się okazało, metabolit wytwarzający tę zmianę odcienia był kluczowy: podczas gdy wszystkie żaby, na które patrzył, miały na sobie trochę J. lividum, stwierdzono, że tylko te, które kąpały się w roztworze J. lividum, miały na sobie metabolit - i te przetrwały ekspozycję na Bd. Wszystkie z wyjątkiem jednej żaby w grupie kontrolnej zmarły.

W 2010 r. Harris uczestniczył w próbie terenowej z J. Lividium, która poszła dalej. Po tym, jak Reid wyhodował szczep bakterii pochodzących z Kalifornii żab górskich o żółtych nogach, biolog Vance Vredenburg z San Francisco State University zastosował leczenie przy użyciu plastikowych pojemników. Żaby leczone bakteriami były jedynymi, które przeżyły rok. Ale w drugim roku pstrąg zjadł całą populację. (Pstrąg został zrzucony do wody w celach rekreacyjnych.) Vredenburg nigdy nie opublikował wyników.

Hotele ropuch McKenzie - projekt, który jej zespół nazwał „Purpurowym Deszczem” ku pamięci Prince'a i na cześć koloru bakterii - obejmował także kąpanie 150 dzikich ropuch borealnych w probiotycznym roztworze J. lividum . Zaczęła od wyizolowania natywnego szczepu bakterii i wykazanie, że ma działanie ochronne. Natywny komponent był kluczowy: „Nie chcemy brać mikrobów z innej części świata i wprowadzać go”, wyjaśnia.

W artykule opublikowanym we wrześniu McKenzie, Harris i kilku innych badaczy wykazali, że leczenie ropuch borealnych w niewoli J. lividum nie wykazało żadnych negatywnych skutków zdrowotnych i zwiększyło prawdopodobieństwo przeżycia ekspozycji na Bd o 40 procent. W artykule podkreślono znaczenie utrzymania zdrowej różnorodności mikrobiomów w populacjach zwierząt w niewoli na całym świecie - szczególnie dlatego, że nie rozumiemy jeszcze niezliczonych związanych z zdrowiem ról, jakie odgrywają te bakterie.

Zespół McKenziego początkowo planował leczyć ropuchy hodowane w niewoli i wypuszczać je na wolność, ale zimny trzask zabił tę grupę ropuch. Stan Kolorado poprosił zespół McKenziego do pracy z dziką populacją metamorfozujących ropuch. „Czuli się dość zdesperowani” - mówi McKenzie. „Na obszarze Collegiate Peaks ropuchy borealne kwitły i były niezakażone jeszcze kilka lat temu, kiedy biologowie stanowi zaczęli wykrywać Bd w tych miejscach”. Ropuchy borealne stały się zagrożone w Kolorado w 1993 roku.

Metamorphs.JPG Metamorficzne ropuchy z Brown's Creek, po leczeniu i pobieraniu próbek, tuż przed ich wypuszczeniem z powrotem na tereny podmokłe. (Stephanie Shively)

Laboratorium McKenzie wciąż czeka na odzyskanie danych, które powiedzą im, czy J. lividum pozostanie na ropuchach w swoich hotelach ropuch. Ma nadzieję, że bakterie utkną na co najmniej dwa tygodnie. „Ropuchy mogą zarazić się kijankami, ale Bd mają tendencję do pozostawania na ustach”, mówi McKenzie. „Rozprzestrzenia się podczas metamorfozy. A podczas metamorfozy ropuchy spędzają czas w gigantycznych zborach, więc jeśli jest jedna zarażona osoba, infekcja może się szybko rozprzestrzenić. ”

Dodaje, że „jeśli podczas metamorfozy dojdzie do epidemii, wymaże 90 procent osobników”. W takich przypadkach najmłodsi dorośli umierają, zanim zdążą złożyć jaja. Jej zespół nie będzie miał pojęcia o współczynniku przeżycia w grupie leczonej, ponieważ nie zaznaczyli ropuch, z którymi eksperymentowali, aby je złapać (było ich zbyt mało, aby przypuszczać, że to możliwe). Ale jeśli jakieś ropuchy przeżyją wiosną, odniesie ogromny sukces.

Następnym krokiem byłoby leczenie kilkuset, a nawet tysięcy ropuch, mówi McKenzie, i oznaczenie tych do ponownego przechwycenia, aby lepiej określić skuteczność leczenia J. lividum w ochronie ropuch.

Chociaż leczenie J. lividum okazało się obiecujące dla ropuch borealnych i żab górskich o żółtych nogach, nie są one magiczną kulą. Na przykład mogą nie pomóc wszystkim rodzajom żab, mówi Matt Becker, badacz żab z Smithsonian Conservation Biology Institute. Becker mówi, że nie widział sukcesu w leczeniu bakterii w niewoli złotej żaby panamskiej. „Fioletowe bakterie nie chcą przyklejać się do skóry” - mówi.

Istnieje również problem z wdrożeniem. „Każda żaba w swoim własnym pojemniku Tupperware, to naprawdę nie zadziała”, mówi Harris. Zamiast tego mówi, że naukowcy mogą kiedyś przekazać J. lividum lub inne kuracje probiotyczne za pomocą źródeł wody lub zaszczepić kurację do gleby. „Możesz sobie wyobrazić scenariusze, w których poprawiasz środowisko” - mówi.

„Kiedy dochodzimy do populacji, w których pozostało tylko kilka warowni, a my przeprowadzamy ukierunkowane leczenie, mogą oni spróbować przetrwać” lub przynajmniej przetrwać kilka kolejnych pokoleń, mówi McKenzie. „To może dać im szansę na dalszą ewolucję i przystosowanie się do patogenu”. Innymi słowy, ostatecznie celem nie jest podtrzymywanie populacji płazów na czas nieokreślony - ale zapewnienie im czasu.

Poznaj kolorową nową broń, którą naukowcy wykorzystują do ratowania ropuch przed niszczycielskim grzybem