Batrachochytrium dendrobatidis не спрашивал разрешения.
Он наступил. Он убивал.
Этот грибковый патоген стал главным виновником смертей от инфекционных болезней в новейшей экологической истории. Больше видов вымерло именно из-за него. Земноводные оказались в эпицентре катастрофы. Лягушки, саламандры, жабы. Стоит грибу закрепиться на их коже, как запускается обратный отсчет до фатального остановки сердца. Грибок блокирует поступление кислорода. По сути, животные захлебываются на суше.
Но погодите.
На севере, в горах Пиренеев, ситуация выглядит иначе.
Конкретная группа жаб-акушеров (Alytes obstetricans ) по-прежнему дышит, двигается и размножается. Пока их соседи в ближайших озерах превратились в «призрачные популяции», исчезнувшие без следа, эти выжившие процветают. Особенно в трех точках: Ибон-де-Ачерито (Ibón de Acherito), Пюи-д’Ариус (Puits d’Arious) и Озеро Лур (Lac de Lhurs).
Сравните их с жертвами. Возьмем, к примеру, Озеро Арле (Lac d’Arlet). Там популяция была почти полностью уничтожена. Один и тот же грибок поразил оба набора озер. Одна и та же высота над уровнем моря. Одинаково холодная вода. И все же: одна сторона выживает, другая — рушится.
Почему?
Как жабы-акушеры побеждают смертельный гриб на ранней стадии
Научная группа взялась за изучение этой разницы.
Представители Университетского колледжа Лондона, Зоологического общества Лондона и Имперского колледжа Лондона привезли свои микроскопы к высокогорным озерам. Они хотели понять, что происходит на молекулярном уровне внутри кожи выживших особей в сравнении с погибшими.
Ответ сводился к вопросу времени.
Антимикробные пептиды — это короткие цепочки белков. Жабы выделяют их через кожу, чтобы убивать бактерии и грибки. В популяциях, которые умирают, иммунная система вступает в действие с опозданием. А у выживших? Она активируется рано. Очень рано.
Жабы начинают выделять эти пептиды еще на стадии головастиков.
Это важно по двум причинам. Во-первых, у головастиков в коже отсутствует кератин. Хитридийному грибку нужен кератин для заражения. Он не может долго удерживаться на гладкой коже молодых особей. Во-вторых, фазу перехода (метаморфоз) можно назвать смертельной. Как только вырастают ноги, как только уменьшается хвост, как только появляется кератин — именно в этот момент открывается дверь для грибка.
Начиная выработку пептидов еще на стадии головастиков, эти жабы-акушеры возводят защитную стену, прежде чем стать уязвимыми носителями инфекции. Они закрывают пробел между безопасностью водной среды и опасностями наземного существования.
Наличие защиты от грибка в этот уязвимый переходный период может стать решающим фактором: разницей между вымиранием и выживанием.
Герпетолог Филипп Джервис, возглавляющий исследования от имени Зоологического общества, отмечает, что дело не просто в наличии пептидов. Важнее всего то, когда они появляются. Он подозревает, что триггером может быть генетика. Или, возможно, окружающая среда. Высокие температуры из-за изменения климата? Или, может быть, давление со стороны хищников. Форель в этих озерах делает из головастиков свой завтрак. Возможно, форель заставляет головастиков ускорять метаморфоз? Если часы спешат, не отстает ли иммунная система? Вот в чем загадка.
В чем особенность пептидов жаб-акушеров
В этом открытии есть еще один аспект.
Команда химика Алитеи Табор ожидала скромный результат. Может быть, несколько новых соединений.
Они обнаружили 1 152 пептида.
Ранее были описаны лишь семь из них. Это ошеломляющее количество биологического оружия, скрытого прямо на коже жабы, по которой вы можете случайно наступить рядом с французской горной речкой.
Выжившие начинали не только рано. У них было разнообразие. Высокое разнообразие пептидов на стадии головастиков напрямую коррелировало с выживаемостью во время вспышек болезни. Низкое разнообразие? Скорее всего, смерть.
Это не просто академическая trivia о лягушках.
Люди ведут проигрышную войну против антимикробной резистентности. Наши лекарства терпят неудачу. Бактерии и грибы эволюционируют быстрее, чем мы разрабатываем синтетические решения.
А природа? Природа решала эту проблему миллионы лет.
Многие человеческие лекарства изначально пришли из природы — классический пример: пенициллин из грибов. Эти пептиды являются свежими заделками для новых антибиотиков.
Вдумайтесь в это. Крошечное земноводное в Пиренеях хранит ключи к медицине будущего для человека. Пока мы боремся с госпитальными супербактериями, жабы-акушеры эффективно производят антимикробные вещества просто благодаря своему существованию.
Изменение климата и будущее убежищ земноводных
Раньше считалось, что холод держит хитридий на расстоянии.
Высокогорные озера замерзают. Половину года. Хитридий не любит холод. Пиринеи были естественным карантинным изолятором. Замороженным убежищем.
Затем мы начали нагревать планету.
Горели ископаемые виды топлива. Температура росла. Лед таял. Наступила влажная теплая погода. Хитридий ворвался. Девятнадцать лет назад он распространился по Западным Пиренеям.
Сейчас остались лишь эти немногочисленные очаги. Ибон-де-Ачерито стоит как маяк. То, почему он сохраняется, а Озеро Арле замолкло навсегда, — вопрос, который преследует исследователей. Это был случай? Генетическая мутация? Или наличие форели создало эволюционную гонку вооружений, которая невольно создала более совершенные иммунные системы?
Филипп Джервис ищет ответы. Ему нужно понять, почему одни иммунные системы созревают рано, а другие нет. Если мы сможем определить триггеры, можем ли мы укрепить слабые звенья? Можем ли мы помочь другим видам лягушек в разных уголках мира научиться вырабатывать эти пептиды раньше?
Возможно.
Возможно, нет.
Грибок беспощаден. В данный момент он толкает виды к вымиранию быстрее, чем мы успеваем их каталогизировать. Но здесь, в прозрачных водах гор, мерцает искра. Маленькая, зеленая искра сопротивления.
Это напоминает нам о том, что эволюция — процесс хаотичный. Она внезапна. Она не всегда следует правилам учебников. Иногда выживание — это просто вопрос своевременного начала: нужно успеть возвести щит до того, как прилетит стрела.
Какие еще секреты прячутся в слизи находящихся под угрозой исчезновения видов?
Возможно, мы упускаем их из виду, ища более масштабные ответы.
Жаба-акушер носит свои яйца. Защищает их. Водит к воде. И теперь, похоже, она носит с собой ключи к собственному выживанию.
