Учёные составили детальную картину угроз и устойчивости калифорнийской желтоногой лягушки

Калифорнийская желтоногая лягушка, достигающая всего нескольких дюймов в длину и имеющая лимонно-жёлтое брюшко, может показаться невзрачной. Однако её ареал когда-то простирался от центрального Орегона до Нижней Калифорнии. В 2023 году вид был внесён в список федерального закона США об исчезающих видах. Стремительное сокращение ареала отчасти связано с грибковым патогеном Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), который опустошил популяции амфибий по всему миру.

Команда исследователей, включая Андреа Адамс из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, провела самое масштабное на сегодняшний день исследование динамики заболевания у этого вида. Данные, полученные как от диких лягушек, так и из музейных коллекций, позволили отследить закономерности заражения на обширной географической территории.

В исследовании, опубликованном в Royal Society Open Science, учёные выявили, что засуха, рост температур и увеличение площадей сельскохозяйственных земель, по-видимому, являются основными факторами, способствующими заражению Bd.

Исследователи собрали данные в пространстве и во времени. Они проводили полевые работы в реках и ручьях Калифорнии и Орегона, беря мазки с кожи диких лягушек для обнаружения Bd, а также изучали музейные образцы, начиная с 1890-х годов.

Команда использовала обширную сеть контактов для сбора образцов. «Многие полевые исследователи имели данные, которые они не анализировали», — отметила соавтор Андреа Адамс. Это позволило объединить данные и составить более полную картину ситуации с Bd у этого вида.

Для обнаружения Bd использовался ПЦР-тест, аналогичный некоторым тестам на COVID. Анализ тысяч образцов позволил определить уровень и тяжесть инфекции.

Со-ведущий автор Райан Пик обработал эту информацию с помощью статистических моделей, учитывающих климатические, географические, биологические переменные и данные об использовании земель. Это позволило отследить закономерности заболевания на протяжении примерно 120 лет.

Было обнаружено, что динамика Bd совпадает с историческим сокращением популяций лягушек. Патоген начал распространяться в 1940-х годах с южного побережья Калифорнии, двигаясь на север и в итоге затронув почти весь регион.

Распространение грибка, передающегося через споры в воде, может происходить по-разному в зависимости от региона и климата. В одних местах засуха увеличивала уровень заражения, в других — нет. Это может быть связано с наличием или отсутствием других видов, способных переносить Bd, таких как интродуцированная американская лягушка-бык.

«Если есть лягушки-быки, накапливающие споры, а все они оказываются в ловушке в небольших пересыхающих водоёмах, это объясняет, почему засуха имеет значение. Они внезапно получают огромное количество спор, заболевают и умирают», — пояснила ведущий автор Анат Беласен.

Калифорнийские желтоногие лягушки обитают исключительно в ручьях и реках, а не в прудах и озёрах, поэтому вид уже находится в состоянии стресса, когда водотоки мелеют и распадаются на изолированные лужи.

Распространение Bd у этого вида также отличалось от его динамики у других амфибий запада США. У многих других видов болезнь распространялась из городских центров, а не по чёткой схеме «с юга на север». Кроме того, у этой лягушки заболевание появилось позже, чем у других видов в её ареале. «Это открывает новые вопросы о том, что сдерживало передачу и что позволило ей произойти позже», — сказала Беласен.

Преобразование земель под сельское хозяйство стало ещё одним важным фактором распространения Bd. «В районах, где больше таких земель было преобразовано в сельхозугодья, мы видим более высокий риск заражения лягушек грибком», — отметила Беласен.

Помимо «горячих точек» заболевания, команда выявила и «холодные точки» — районы, где патоген присутствует, но менее влиятелен. Существование множества таких точек в разных областях — хороший знак, так как это может означать, что во многих местах есть условия для поддержания низкого уровня заболеваемости, даже несмотря на изменение климата.

Авторы задаются вопросом, чем объясняется такая кластеризация, особенно когда «холодные точки» появляются в неожиданных местах со схожими условиями. Это предполагает возможную генетическую основу различий, будь то со стороны патогена или хозяина. Адамс в настоящее время изучает возможность реинтродукции калифорнийской желтоногой лягушки в Южную Калифорнию.

«Мы сделали большой снимок взаимоотношений этого вида с болезнью во времени, — сказала Адамс. — Теперь у нас гораздо больший набор данных, который подтверждает многие из этих закономерностей и расширяет их».