Городские грибы демонстрируют признаки тепловой адаптации
Новое исследование учёных из Школы общественного здравоохранения имени Джонса Хопкинса показывает, что распространённые виды грибов могут адаптироваться к более высоким температурам на тёплых участках внутри городов по сравнению с более прохладными участками того же города.
Эти данные могут означать, что городские грибы однажды эволюционируют в патогены, вызывающие заболевания. Исследователи отмечают, что это пилотное исследование, цель которого — выяснить, могут ли виды грибов адаптироваться по-разному в разных районах одного города. Хотя новые данные указывают на такую возможность, учёные подчёркивают необходимость дополнительных исследований с большим количеством образцов в разных городах.
Грибы — это в основном плесени и дрожжи, которые обычно не могут выживать при более высоких температурах, таких как температура тела человека, и лишь крошечная их часть способна вызывать болезни. Многие учёные обеспокоены тем, что потепление климата может подталкивать грибы к адаптации к повышающимся температурам, открывая путь новым грибковым патогенам, способным выживать в организме человека. Один из таких патогенов, Candida auris (дрожжи, впервые выделенные от пациента в 2009 году), теперь вызывает тысячи инфекций ежегодно только в США.
Грибковые инфекции, такие как C. auris, часто обладают множественной лекарственной устойчивостью и высокой летальностью. C. auris отличается необычной толерантностью к более высоким температурам. Старший автор исследования Артуро Касадеваль и другие учёные предполагают, что C. auris, возможно, приобрёл эту «термотолерантность» лишь недавно, отчасти из-за глобального потепления.
Поскольку города подвержены большему риску экстремальной жары, исследователи изучили городские грибы на предмет признаков тепловой адаптации. Для своего исследования они собрали образцы с тротуаров в четырёх разных районах Балтимора (тёплом, с температурой выше средней, со средней температурой и прохладном), используя липкую конфету для сбора микробов.
Исследователи обнаружили, что виды грибов, выделенные из относительно тёплых участков Балтимора, имели более светлую пигментацию — признак, который предотвращает перегрев и указывает на возможную адаптацию к более высоким температурам.
Кроме того, виды грибов, выделенные из более тёплых участков, показали в лабораторных условиях большую устойчивость к воздействию тепла по сравнению с теми же видами, выделенными из более прохладных участков.
Исследование было опубликовано онлайн 4 октября в журнале ISME Communications.
«Это исследование открывает путь для будущих работ по изучению этих адаптаций и выявлению городских видов грибов, которые могут стать потенциальными патогенами человека в ближайшем будущем», — говорит ведущий автор исследования Дэниел Смит.
В новом исследовании учёные искали аналогичные различия у видов грибов, выделенных из более тёплых и более прохладных мест, но уже в пределах одного города.
Смит выбрал четыре участка на основе данных о температуре высокого разрешения от Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). После сбора он культивировал захваченные грибы и регистрировал уровень их пигментации и способность выживать после кратковременного воздействия температуры выше 55 °C (131 °F).
Полученные данные показали, что плесени и дрожжи с самого тёплого участка имели значительно меньшую пигментацию (и, соответственно, поглощали меньше тепла в эксперименте) по сравнению с образцами с самого прохладного участка. Многие виды грибов также с большей вероятностью оставались жизнеспособными после теплового воздействия, если они были отобраны с одного или обоих тёплых участков по сравнению с более прохладными.
Среди десятков видов, собранных для анализа, были грибы, известные как возбудители заболеваний. Виды с очевидной тепловой адаптацией включали некоторые, способные вызывать болезни у людей. Изолят Rhodotorula mucilaginosa (распространённые дрожжи, редкий патоген человека) с самого тёплого участка был более жизнеспособен после теплового воздействия по сравнению с тремя изолятами этого вида с самого прохладного участка.
Изолят другого изредка патогенного гриба, Cystobasidium minutum, выделенный с тротуара температурой 38,4 °C (101 °F), показал наибольшую устойчивость к экспериментальному тепловому стрессу и был способен расти при 37 °C (98,6 °F) — температуре тела человека.
Исследователи ожидают, что аналогичное исследование в других городах даст схожие результаты, но с оговоркой о необходимости дальнейших исследований. Учёные отмечают ограничения исследования, включая такие переменные, как воздействие солнца, пешеходный трафик и дикая природа.
«Эти данные согласуются с идеей, что высокие температуры в городской среде могут вызывать тепловые адаптации у грибов, тем самым сужая тепловой барьер для заражения человека», — говорит Касадеваль. — «Эти данные являются предварительными, и нам нужно больше и более масштабных исследований такого рода, чтобы понять, как грибы адаптируются к повышению температур».