Некоторые лягушки адаптируются к смертельному патогену

Популяции низменных леопардовых лягушек (Rana yavapaiensis) в Аризоне демонстрируют быструю генетическую адаптацию к грибковому патогену Batrachochrytrium dendrobatridis (Bd), вызывающему хитридиомикоз. Это заболевание в течение полувека наносило катастрофический ущерб популяциям амфибий по всему миру.

Генетическая основа устойчивости

Исследователи из Корнеллского университета и Университета Центральной Флориды подтвердили, что устойчивость к инфекции связана с конкретными вариантами генов иммунной системы (аллелями):

• Ранее в лабораторных условиях был выявлен аллель Q, обеспечивающий иммунитет.
• Новое полевое исследование (образцы кожи и тканей от 8 природных популяций, более 80 аллелей) подтвердило, что лягушки с аллелем Q выживают при заражении Bd.
• В одной из популяций все особи выжили, обладая аллелями из функционально сходной группы (супертипа), также дающей иммунитет. Этот супертип не был найден в других изученных популяциях, а аллель Q в него не входит.

«Мы обнаружили очень специфичную и значимую связь между наличием определённых генетических вариантов иммунной системы и восприимчивостью к этой болезни», — говорит первый автор Анна Сэвидж.

Эволюция под давлением отбора

Генетический анализ показал, что аллели и супертипы, ассоциированные с выживанием, несут признаки положительного отбора. Это свидетельствует об их активном наследовании и быстрой эволюции в популяциях. В то же время аллели, связанные с восприимчивостью к Bd, таких признаков не показали.

Роль окружающей среды

Адаптация происходит не изолированно от внешних условий:

• На интенсивность инфекции в большей степени влияют факторы среды (температура, осадки), а не генетика.
• В Аризоне хитридиомикоз проявляется только зимой, когда температура падает, а Bd становится более вирулентным.
• Такое непостоянное, сезонное давление отбора, вероятно, замедляет скорость адаптации популяций.

«Эти результаты подтверждают, что, по крайней мере, в некоторых условиях окружающей среды, лягушки могут эволюционировать в сторону толерантности к патогенам — даже смертельно опасным», — отмечает соавтор Келли Замудио.

Исследование опубликовано 23 марта в журнале Proceedings of Royal Society B: Biological Sciences.