Экологичный контроль распространённых заболеваний рыб и амфибий

Водные организмы в морских и пресноводных системах по всему миру находятся под угрозой из-за грибковых и грибкоподобных заболеваний. Эти патогены особенно опасны в аквакультуре, но также угрожают биоразнообразию амфибий. Существует мало одобренных химических средств для борьбы с ними, и многие имеют нежелательные побочные эффекты. Учёные из Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства им. Лейбница (IGB) предлагают альтернативные биологические концепции для более экологичного контроля грибковых заболеваний.

Некоторые грибковые и грибкоподобные заболевания производят мелкие инфекционные стадии — зооспоры, которые плавают в воде в поисках новых хозяев. Они могут заражать рыб, амфибий, а также водоросли, выращиваемые для потребления человеком. «Ущерб от этих заболеваний значителен. Для профилактики одобрено мало химикатов, но они дороги, вредны для окружающей среды и часто неэффективны в долгосрочной перспективе, что сильно затрудняет их правильное применение, особенно в защите видов», — описывает проблему ведущий автор исследования доктор Тейс Френкен.

80 миллионов тонн мировой продукции рыболовства приходится на аквакультуру, и её доля в белковом рационе человека будет расти. Болезни — основная причина экономических потерь в аквакультуре. Не менее 10% всей выведенной на фермах молоди лосося гибнет от зооспоровых заболеваний. Только на шотландских лососевых фермах, например, инфекции приводят к потерям не менее 6,5 миллионов долларов США в год. Эффективные и устойчивые способы контроля заболеваний рыб крайне важны для будущего успеха и экономической жизнеспособности аквакультуры. «Нам нужно вернуться к основам и начать применять наше экологическое понимание этих организмов, чтобы ограничить распространение инфекций», — уточняет Френкен.

Исследователи предлагают семь биологических концепций для защиты водных организмов от зооспоровых заболеваний, которые могут быть менее вредными и более устойчивыми, чем химические методы:

1. Предотвращение или сокращение передачи (контроль путей распространения и переносчиков): Животные и растения могут распространять патогены. Тесный контакт между разными популяциями, например, при миграциях, повышает риск.
2. Увеличение разнообразия видов-хозяев: Применяется так называемый эффект монокультуры — генетически однородные популяции более восприимчивы к инфекционным агентам. Повышение разнообразия популяций/сообществ хозяев может ограничить распространение инфекций.
3. Вакцинация и иммунизация: Вакцинация рыб от вирусных или бактериальных заболеваний — обычная практика в аквакультуре. Вакцин против грибкоподобных заболеваний пока не существует, но это перспективное направление.
4. Стимуляция защиты и выработки противогрибковых пептидов хозяином: Когда паразитические патогены проникают в хозяина, клетки хозяина гибнут и высвобождают пептиды. Эти сигнальные вещества усиливают иммунную защиту в соседних клетках.
5. Пробиотики: Они могут подавлять рост паразитических зооспор, а также предотвращать прикрепление зооспор к хозяину, образуя поверхностно-активные вещества. Пробиотики уже успешно тестировались на рыбах для лечения зооспоровых инфекций.
6. Гиперпаразитизм: Введение другого паразита, который заражает (и уничтожает) целевого паразита.
7. Использование «поедателей паразитов»: Поедание паразитов — обычная практика в природе. Другие микроскопические организмы в воде (зоопланктон), например, могут «пастись» на паразитических грибах.

«Постоянно меняющиеся условия окружающей среды сильно влияют на взаимодействие паразита и хозяина. Эти динамики также необходимо учитывать при планировании концепций защиты и терапии. Мы надеемся, что наша работа стимулирует дальнейшую разработку альтернативных биологических стратегий контроля. Потребуется ещё много работы, прежде чем мы сможем безопасно внедрить эти методы в естественные местообитания, не создавая непредвиденных рисков», — подчёркивает руководитель исследования, профессор доктор Юстина Волиньска.