Отслеживание паразита, опустошающего популяции рыб

В Швейцарии, Европе и США пресноводные рыбы становятся жертвами смертельной сезонной болезни, активной летом и дремлющей зимой. Её вызывает паразит Tetracapsuloides bryosalmonae, поражающий в частности лососёвых. Исследователи из EPFL, EAWAG и FIWI разработали математическую модель для прогнозирования вспышек в рамках трёхлетней совместной программы.

Паразит вызывает пролиферативную болезнь почек (PKD) — высококонтагиозное заболевание, способное уничтожить целые популяции рыб. В Швейцарии болезнь обнаружена у радужной форели, ручьевой форели и гольца. Она считается одной из главных причин сокращения численности рыб в последние десятилетия.

Учёные три года изучали реку Виггер длиной 50 км и её водосборный бассейн. Их работа показывает, как пространственные и экологические особенности речных систем помогают понять эпидемиологию и динамику водных болезней. Они также создали математическую модель, предсказывающую, как и где T. bryosalmonae будет заражать среду.

Сложный жизненный цикл паразита

При создании эпидемиологической модели учёные учли сложный жизненный цикл паразита:

1. Сначала он появляется в мшанках — крошечных животных, прикреплённых к камням на дне реки.
2. Паразиты выделяются в воду в виде спор и попадают в рыб через жабры и слизистые оболочки.
3. Болезнь сначала проявляется там, а затем атакует почки.
4. Споры выделяются с мочой рыб и в мутировавшей форме могут заражать колонии мшанок.

Таким образом, паразиту для размножения и мутации нужны и мшанки, и рыбы.

Влияние температуры и выживание

Заражение T. bryosalmonae вызывает мало симптомов в холодной воде, но становится очевидным, когда температура воды держится выше 15°C несколько недель. Его смертельное воздействие на рыб, как фермерских, так и диких, длится с лета до начала осени. Инфицированные рыбы, которым удаётся выжить, могут продолжать выделять споры в течение нескольких сезонов.

Методы исследования и находки

Исследователи отобрали несколько участков вдоль реки Виггер, где взяли пробы рыб, измерили концентрацию ДНК мшанок и паразита в воде и рассчитали гидрологические и геоморфологические переменные.

Оказалось, что паразит процветает в моренах, где защищён от течений. Этот вывод ещё предстоит подтвердить. Учёным также пришлось включить в модель массив существующих данных, чтобы учесть изменение климата и температуру воды.

Модель для прогнозирования

Для прогнозирования распространения колоний мшанок в водосборном бассейне исследователи также разработали модель, интерпретирующую концентрацию ДНК, измеренную в пробах воды. Помимо актуальности для PKD, эта модель может быть полезна в ряде эко-гидрологических приложений для обнаружения инвазивных или исчезающих видов в пресноводных средах.

Текущая ситуация

На данном этапе невозможно бороться с болезнью в естественной среде. Однако Швейцарское федеральное ветеринарное управление требует тщательной проверки рыб, вводимых в реки для восстановления популяций, на отсутствие паразитов.