Влияние разрыва местообитаний на риск заболеваний у амфибий и других позвоночных

Разрыв местообитаний — распространённое явление, возникающее при разобщении разных классов природных сред, например, лесов и водоёмов. Это нарушает перемещение организмов между средами и особенно вредно для видов с водной и наземной жизненными стадиями, таких как амфибии.

Антропогенные факторы (вырубка лесов, расширение сельского хозяйства) — основные причины фрагментации среды, что серьёзно влияет на распространение болезней в популяциях диких животных.

Согласно новому исследованию под руководством доцента биологии Университета Пенсильвании Гуи Беккера, опубликованному в январе 2023 года в Biological Reviews, разрыв местообитаний значительно влияет на иммунитет амфибий к болезням. Вероятные причины:

• Изменение состава микробов, живущих на амфибиях.
• Нарушение нормального развития иммунной системы.
• Повышенный стресс.

Цель команды Беккера — найти новые способы снижения риска заболеваний.

«Мы предлагаем несколько механизмов, с помощью которых разрыв местообитаний может влиять на различные звенья иммунной системы диких животных, — сказал Беккер. — Также мы считаем, что целевые стратегии восстановления местообитаний, направленные на соединение разных классов природных сред (например, наземно-пресноводных, наземно-морских, морско-пресноводных), могут усилить иммунный ответ позвоночных».

Статья в Biological Reviews следует за другим исследованием Беккера, постдока Дэниела Медины и международных коллег, опубликованным в декабре 2022 года в Animal Microbiome.

В той работе учёные сравнили кожные микробиомы (сообщества микробов на коже) 43 видов амфибий, находящихся под угрозой исчезновения, и 90 неугрожаемых видов. Они обнаружили, что у видов под угрозой разнообразие кожных микробиомов ниже.

Поскольку предыдущие работы Беккера показали, что резидентные кожные микробы — важный компонент врождённого иммунитета лягушек и влияют на исход болезни, авторы делают вывод: амфибии под угрозой могут иметь более слабую защиту от болезней из-за низкого разнообразия микробиома кожи. Эти результаты указывают, что кожные микробиомы могут быть важным фактором в сохранении видов.

Вместе эти статьи указывают потенциальные пути защиты глобального биоразнообразия, но для разработки успешных стратегий управления микробиомами — от уровня отдельных особей до экосистем — необходимы дальнейшие исследования.

«Мы отслеживаем амфибий с помощью радиометок в ландшафтах с разной степенью разрыва местообитаний, манипулируем их микробиомами, изучаем экспрессию иммунных генов, измеряем уровень гормонов стресса, — пояснил Беккер. — Думаю, эти полевые исследования помогут нам глубже понять механизмы влияния конфигурации ландшафта на устойчивость хозяев к патогенам».

Понимание факторов, способствующих устойчивости популяций, особенно важно, поскольку дикие животные сталкиваются с растущим давлением климатических, патогенных и антропогенных стрессоров (загрязнение, разрыв местообитаний).

«Сохранение и управление микробным разнообразием в местообитаниях дикой природы важны для экологической устойчивости по мере значительных климатических изменений, — сказал Сет Борденштейн, директор Центра микробиома Университета Пенсильвании. — Команда Беккера ярко освещает критическую необходимость целостного понимания того, как вызванные человеком и климатом изменения среды обитания будут иметь серьёзные ripple-эффекты на микробное и животное разнообразие и здоровье».