Холод способствует большему разнообразию микробов на коже амфибий
Глобальное исследование под руководством учёных из Университета Колорадо в Боулдере показало, что климат является критическим фактором, определяющим разнообразие микробиома кожи амфибий. Более холодные и переменчивые температуры способствуют формированию более богатых бактериальных сообществ по сравнению с тёплыми и стабильными условиями.
Результаты, опубликованные в журнале Nature Ecology & Evolution, основаны на крупнейшем в истории географическом исследовании микробиома амфибий. Десятки исследователей из 31 института объединили усилия, чтобы отобрать пробы у более чем 2300 особей, представляющих 205 видов из 12 стран на пяти континентах.
Известно, что кожные микробы влияют на здоровье и физиологию амфибий, но глобальные закономерности формирования этих сообществ оставались малоизученными. В последние десятилетия амфибии всё больше страдают от потери среды обитания и грибковых инфекций, что повышает интерес к изучению факторов среды, способных помочь или помешать их выживанию.
Неожиданно выяснилось, что в то время как видовое разнообразие амфибий увеличивается в умеренных и тропических регионах мира, микробное разнообразие демонстрирует обратную тенденцию.
Американская лягушка-бык, широко распространённый по всему миру вид, оказалась показательным примером. Исследователи взяли пробы у 139 особей из разных мест, включая Бразилию, Японию, Южную Корею и США. Оказалось, что у лягушек, испытывавших более низкие минимальные температуры в самый холодный месяц года, бактериальное разнообразие было выше, чем у их сородичей в более мягком климате.
Микробиом лягушек-быков также оказался сильно локализованным: лишь один тип бактерий был постоянным у 80% особей по всему миру, а свидетельств существования общего «стержневого» сообщества микробов обнаружено не было.
«Лягушки-быки родом из восточной части Северной Америки, но они стали инвазивными по всему миру, что даёт нам возможность изучить, как микробы одного типа лягушек различаются в очень разных условиях», — говорит соавтор исследования Валери Маккензи. — «Мы думали, что лягушки из разных мест могут иметь больше общих микробов, но вместо этого на них очень сильно влияют местная среда обитания и климат».
Исследователи предполагают, что более высокие температуры могут способствовать более быстрой смене микробов на коже амфибий, позволяя нескольким доминирующим бактериям быстро захватить территорию и подавить разнообразие. Напротив, более низкие температуры могут способствовать переходу некоторых микробов в состояние покоя, что препятствует быстрому захвату и позволяет бактериальным сообществам циклически меняться в течение года.
Эти выводы могут повлиять на будущие исследования здоровья и устойчивости амфибий, особенно в высокогорных регионах, где такие виды, как западная американская жаба Anaxyrus boreas, сталкиваются с угрозами из-за изменений температуры, связанных с изменением климата, и смертельных инфекций.
«Учитывая важность температуры в этом масштабном анализе, у нас появились новые направления для изучения закономерностей на высотных градиентах в горных местообитаниях и того, как они влияют на микробы и здоровье животных», — отмечает Маккензи.