Новые данные о распространении и смертоносности болезни амфибий

Учёные выяснили динамику смертельной болезни, уничтожающей популяции амфибий по всему миру.

Новые данные, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывают, что интенсивность заражения — тяжесть заболевания у отдельных особей — определяет, выживет ли популяция лягушек или погибнет от грибкового заболевания хитридиомикоза. Исследование выявило опасный переломный момент в интенсивности инфекции, после которого хитридиомикоз вызывает массовую гибель и вымирание, и установило, что к этому порогу приводит постоянное повторное заражение.

Опасный порог

Массовая гибель лягушек происходит только тогда, когда тяжесть инфекции достигает критического порога — определённого количества грибковых спор на одну лягушку. Это открытие может помочь спасти уязвимые виды, предотвратив достижение болезнью этого предела.

В первом из двух исследований учёные в течение 13 лет отслеживали распространение хитридиомикоза среди лягушек в горах Сьерра-Невада (Калифорния), сосредоточившись на двух видах горной желтоногой лягушки (Rana muscosa и Rana sierrae). Болезнь особенно разрушительна, когда поражает ранее не подвергавшуюся воздействию популяцию, подобно эпидемиям оспы в XVII–XVIII веках. Авторы не обнаружили следов хитридиомикоза до начала массовой гибели, что противоречит гипотезе о повсеместном распространении возбудителя.

Возбудителем является микроскопический водный гриб Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), который поражает кожу лягушек. Болезнь уже уничтожила более 200 видов лягушек и представляет наибольшую угрозу для биоразнообразия позвоночных среди известных заболеваний.

Вымирание против выживания

Второе исследование с использованием математических моделей и данных об инфекции у отдельных особей объясняет, почему болезнь приводит к вымиранию одних популяций, а другие годами сосуществуют с ней. Сравнивались популяции в национальном парке Секвойя-Кингс-Каньон (где за последние 5 лет болезнь почти уничтожила горную желтоногую лягушку) и в национальном парке Йосемити (где хитридиомикоз присутствует более десяти лет, и небольшое количество лягушек живёт с инфекцией).

Результаты показывают, что шансы на выживание зависят от интенсивности заражения, а не просто от его наличия. Взрослые лягушки в Йосемити имели лишь низкий уровень инфекции, а особи со временем теряли и вновь приобретали заражение.

Особенность хитридиомикоза, делающая его особенно вирулентным, заключается в том, что гриб не может размножаться на теле лягушки, как рак или вирус. Ключевая часть его жизненного цикла включает подвижную грибковую спору, которая после выхода из тела должна либо повторно заразить того же хозяина, либо найти нового для продолжения роста.

Предлагаемые решения

Оба исследования показывают, что интенсивность заражения, которая возрастает из-за повторного инфицирования, является ключом к спасению амфибий. Высокая плотность популяций в ранее не заражённых сообществах может способствовать повторному заражению, доводя инфекцию до опасного уровня. Важность плотности популяции подтверждается данными из парка Секвойя-Кингс-Каньон, где распространение инфекции соответствовало схемам перемещения лягушек, что указывает на взаимное заражение при контакте.

Авторы предлагают сосредоточить усилия на ограничении тяжести грибковой инфекции у отдельных особей во время вспышки. Например, лечение лягушек противогрибковыми соединениями или пробиотиками, временное удаление головастиков или снижение плотности популяции может снизить интенсивность инфекции и позволить части особей пережить эпидемию. Такие меры могут способствовать установлению стабильных отношений с болезнью, когда инфекция достигает эндемичного устойчивого состояния.

Эти модели могут быть адаптированы экологами для лучшего понимания аналогичных заболеваний, поражающих людей, скот или сельскохозяйственные культуры, особенно с учётом того, что 60% новых заболеваний человека происходят от диких животных.