Система раннего предупреждения для смертельного патогена амфибий
Новая технология, разрабатываемая в Университете штата Вашингтон (WSU), может помочь спасти амфибий по всему миру от смертельного грибкового патогена.
Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) — это особенно опасный грибок, поражающий кожу лягушек и саламандр. За последние 30 лет этот высоколетальный патоген вызвал катастрофическое сокращение или исчезновение по меньшей мере 200 видов лягушек на шести континентах и связан с необъяснимым исчезновением саламандр Центральной Америки.
Одна из основных проблем в предотвращении распространения Bd — отсутствие эффективного метода прогнозирования вспышек. В исследовании, опубликованном в журнале Diseases of Aquatic Organisms, учёные WSU впервые продемонстрировали, что экологическая ДНК (eDNA) может стать решением этой проблемы.
eDNA — это новая технология, которая обнаруживает характерные фрагменты генетического материала, выделяемые живыми организмами в окружающую среду. Она позволяет учёным подтверждать присутствие различных водных организмов без необходимости их отлова.
Коллин Каморовф, бывшая аспирантка WSU, и её научный руководитель Карен Голдберг использовали eDNA для обнаружения Bd за месяц до того, как патоген повлиял на популяции горных желтоногих лягушек в национальном парке Секвойя-Кингс-Каньон в Калифорнии. Их исследование показывает, что eDNA может давать ранний сигнал о возможной вспышке Bd, что позволит защитникам природы принять меры для спасения амфибий.
«Если мы сможем предсказать надвигающуюся вспышку, мы сможем применить такие меры, как противогрибковые ванны, убивающие Bd», — сказала Каморовф. — «Популяция горных желтоногих лягушек в Сьерра-Неваде сократилась более чем на 90% за последние годы. eDNA может помочь спасти этих лягушек и другие виды амфибий от вымирания».
Неожиданное открытие
Изначально Каморовф отправилась в парк в 2015 году, чтобы определить, можно ли с помощью eDNA обнаружить успешное удаление чужеродных рыб из высокогорных озёр. Через месяц после взятия проб в трёх из этих озёр произошла массовая гибель горных желтоногих лягушек от Bd.
В лаборатории в Пулмане Каморовф и Голдберг обнаружили Bd в образцах eDNA из всех трёх озёр, где произошла гибель, но не нашли патоген в пробах из других озёр. Их работа демонстрирует, что eDNA может быть перспективным неинвазивным методом скрининга водоёмов на наличие Bd. В настоящее время единственный способ тестирования — взятие мазков с кожи поражённых амфибий.
«В отличие от мазков кожи, eDNA не требует отлова или контакта с животными, которых вы пытаетесь защитить», — сказала Голдберг. — «Мы считаем, что эта технология окажется очень полезной в предотвращении распространения Bd в будущем».
Лидеры в области экологической ДНК
С 2011 года Карен Голдберг и её коллеги из WSU сыграли ключевую роль в превращении eDNA из концепции в практический инструмент для сохранения видов.
Сегодня Голдберг участвует во многих проектах, связанных с eDNA, включая обнаружение Bd. Например, она получила грант National Geographic для поиска в Панаме исчезающих золотых лягушек и оценки воздействия на них Bd с помощью eDNA. Она также работает с коллегами в США над отбором проб воды из озёр, чтобы не допустить проникновения в Северную Америку родственного Bd патогена, опустошившего популяции саламандр в Европе.
«Bd — это первое возникающее заболевание, которое, как было показано, вызывает сокращение или исчезновение множества популяций амфибий по всему миру», — сказала Голдберг. — «eDNA может стать полезным инструментом для защиты сохранившихся популяций».