A chytridiomycosisban szenvedő békák az ozmotikus szabályozási jogsértés miatt halnak meg • Petr Petrov • Tudományos hírek a "Elemekről" • Biológia

A chytridyomycosisban szenvedő békák az ozmotikus rendellenesség miatt halnak meg

Kék ausztrál béka (Litoria caerulea) – a patogén gomba által okozott chiridiomycosisban szenvedő kétéltűek egyike Batrachochytrium dendrobatidis (bd). Az e fajok békáján végzett kísérletek kimutatták, hogy az ilyen gombával fertőzött állatok halála a szívbetegség következtében keletkezik, melyet az ionok ömlesztettségének megsértése okozott. Fotók en.wikipedia.org

A kétéltűek száma az egész világon az elmúlt évtizedekben gyorsan csökken. Ennek a csökkentésnek az egyik oka a patogén chyridiomycetes okozta chitridiomycosis bőrbetegség. A chitridiomycosisra vonatkozó kutatás több mint egy éve folyik, de eddig nem volt tisztázni, hogy miért halnak meg a kétéltűek e betegségből. Az ausztrál kutatók ausztráliai fák békáival végzett kísérletei azt mutatták, hogy a fertőzött állatok halála szívbetegségből származik, melyet a bőrön keresztül történő ionszállítás megszakadása okozott, ami a nátrium- és káliumionok koncentrációjának csökkenéséhez vezetett a vérben. Azonban egyes kétéltűek ellenállnak a chitridiomycosisnak, mivel szimbiotikus baktériumuk van a bőrükön, és olyan anyagot termelnek, amely gátolja a patogén gomba növekedését.Lehetséges, hogy később ezek a baktériumok fel lehet használni a chydridymicosis leküzdésére.

Az elmúlt évtizedekben megfigyelték a kétéltűek (kétéltűek) egész fajainak számát, sőt kihalását. És bár más földi gerincesek is vannak a gyorsított kipusztulásnak, amely közvetlenül vagy közvetve kapcsolódik az emberi tevékenységhez, a kétéltűeknél aránya jelentősen magasabb, mint az emlősöknél és a madaraknál. A közel 6000 fajta kétéltű ember tudományosan ismert, mintegy 2000 embernek kell védelemre szorulnia, amelyek közül több mint 400 a kihalás szélén áll. A szám az ismert fajok majdnem felében csökken, és harminc vagy több fajból, amelyeknek kihalása az elmúlt 500 évben megfigyelhető volt, egy tucatnyi ember 1980 után kipusztult.

Az egész bolygó kétéltű embereinek csökkenése, valamint a természetes ökoszisztémák ember általi megsemmisülése és zavara miatt a kórokozó gombája által okozott chitridiomycosis (chytridiomicosis) egyik oka. Batrachochytrium dendrobatidis (rövidítve bd). A chitridiomycosis kitörések sok fajta kétéltűek tömeges halálát okozzák minden kontinensen (kivéve az Antarktist, ahol ezen osztály képviselői nem találhatók). A chitridiomycosis kórokozóját a 20. század végén írták le.Pontosan nem világos, hogy mikor terjedt el a kórokozó, és mi okozta a megfigyelt katasztrófát: a letelepedés bd a bolygón, a patogenitásának növekedésével, a kétéltűek rezisztenciájának csökkenésével vagy egyes tényezők kombinációjával. Bizonyos adatok alapján a ma elért diadal bd előmozdította az afrikai spur béka világméretű elterjedését (Xenopus laevis) – népszerű állat és a biológiai kutatás egyik legfontosabb modellobjektuma.

A chytridiomycosis hosszú távú vizsgálata lehetővé tette, hogy sokat tudjunk a betegség terjedéséről és lefolyásáról. Megállapították, hogy a chitridiomycosis csak a bőr felső rétegeit érinti, de rejtély marad, hogyan vezethet a fertőzött egyének halálához. A választ erre a kérdésre Jamie Voyles és kollégái fogadták, akiknek többsége a kétéltűek ökológiájának tanulmányozásában részt vevő csoportban dolgozik a Townsville (Queensland, Ausztrália) James Cook Egyetemen. A kutatók számos kísérletet végeztek a kék ausztrál fákkal (Litoria caerulea); a tanulmány eredményei megjelentek a közelmúltban a folyóiratban Science. (Ennek a fajnak a neve furcsának tűnhet: "caerulea" jelentése "kék", de a béka testének hátsó oldala zöld színű, és egyáltalán nem kék, de az a tény, hogy a példányok, amelyekre ezt a fajat leírták, a folyadék rögzítésében vannak. színük kékre változott, és az első leírás szerzője tévesen úgy gondolta, hogy az élő békák is kékek.)

Pontosan meghatározni bd a békák halálát okozzák, a kutatók Townsville-ben több tucat egészséges ausztrál békát kaptak, és fertőzöttek voltak közülük chytridiomycosisban, így a többi egészséges volt az ellenőrzésért. Számos kísérletet végeztünk mind a békacsoportok esetében, mind a különböző fiziológiai paraméterek mérésével és a békaorganizmusok változásainak megfigyelésével a betegség előrehaladtával. Figyelembe véve, hogy a kétéltűek bőre fontos szerepet játszik a gázcserében és az osmoregulációban, Jamie Voyles és munkatársai azt javasolják, hogy a chiridiomycetes fertőzött békák halálát az egyik ilyen funkció megsértése okozza. Annak érdekében, hogy pontosan meghatározhassák a beteg békákkal járó változásokat, a kutatók kimutatták az állati bőrpreparátumok iontranszport intenzitásának mutatóit a chitridiomycosis különböző fejlődési stádiumaiban és megfigyelték a vér és a vizelet biokémiai paramétereinek változásait.Ezenkívül folyamatosan felvették az elektrokardiogramokat a hasi üregbe beültetett transzdukciós elektródákkal fertőzött, aclinikus (fertőzött, de nem mutatták ki a betegséget) és a beteg békákat.

A kétéltűek vérében a nátrium- és káliumionok koncentrációja sokkal magasabb, mint a külső környezetben. A vér megfelelő ozmózisnyomásának megőrzésére szolgáló fő mechanizmus az ionok szállítása az epidermiszen (külső bőrréteg), különösen a nátriumcsatornák és a nátrium-kálium-ATP-ase működésének köszönhetően. A bőrkészítményekkel végzett kísérletek kimutatták, hogy a békákban szenvedő betegeknél, szemben a nem fertőzött és az aclinicusokkal, a nátrium és a kálium transzportja a duzzasztáson keresztül jelentősen csökken, nyilvánvalóan az excretált bd toxint vagy közvetlen károsodást okozhat ezeknek a gomba epidermális sejteknek. Az ionos szállítás megsértése a vérben lévő nátrium- és káliumionok koncentrációjának csökkenését eredményezi, és a redukció mértéke korrelál a fertőzés mértékével (a kórokozó mennyiségét a fertőzött állatok bőrében).

A kék ausztrál béka változásának megjelenése, viselkedése és jellege a fertőzés következtében változik. bd: (A és B) egészséges béka, oldalnézet és alsó; (C) az egészséges béka elhalt bőrrétegei, amelyeket az elöntés során eldobtak: a bontott bőr nem tört fel; (D) a békák, akik a chytradiomycosisban szenvednek, az egészséges békák számára nem jellemző tulajdonságokkal rendelkeznek: lábak egymástól, fej leeresztve; (E) a hátán fekvő, súlyosan beteg béka nem mozdulhat fel, és a test hasi oldalának bőrén bőrpír jelenik meg – erythema (az egyik ilyen vörösödés látható egy nyíl); (F) halott bőrt, amelyet a beteg békák fosztanak az elárasztás alatt, sok részletre bomlanak. További anyagok (PDF, 2.1 MB) illusztrációja a tárgyalt cikkhez tudomány

Halálát megelőző néhány órában a súlyosan beteg béka kardiogramjai tüneteket jeleztek, amelyek a szívmegállás állapotát jelzik, amelyből ezek a békák elpusztultak. A csökkent ionkoncentráció mellett a szívbetegség hipotermiát (hipotermiát), hypovolaemiát (vérnyomáscsökkenést) és hipoxia (oxigénhiány) okozhat. Azonban a békákat állandó hőmérsékleten tartották, és alig tudtak meghalni a hipotermiából, a testtömeg és a fehérje koncentrációja a beteg állatok vérében nem változott jelentősen, ezértés a vér mennyisége ugyanolyan szinten maradt, és a vér oxigénkoncentrációjának szignifikáns csökkenését figyelték meg, miután a cardiogrammal kardiális rendellenességeket mutatott (azaz inkább az eredmény volt, mint ezeknek a betegségeknek a kiváltó oka).

A violacein szerkezeti képlete. Fotók a www.rsc.org-ból

Így a beteg békák szívleállását nyilvánvalóan, pontosan a vérben lévő ionok csökkent koncentrációja okozta, amelynek oka az epidermis vezetőképességének megsértése volt. Ezt a következtetést egy másik tapasztalat eredményei is megerősítették: amikor a chitridiomycosisból haldokló békákat, akik már nem tudtak fordulni, ha hátat hordanak, a szájon keresztül injekcióztak nátrium- és káliumionokat tartalmazó oldattal, javították a jólétüket, és aktívan visszatértek .

A chytridiomycosis vizsgálatát korábban és más típusú kétéltű betegeken végezték. Az ugyanazon populáció különböző fajai és különböző egyedei nagyban eltérhetnek a betegséggel szembeni rezisztencia mértékétől. Az Egyesült Államokban dolgozó tudósok egy másik csoportjának újabb tanulmányai azt mutatták, hogy a chydridymicosis ellenállóképessége a szimbiotikus baktériumok kétéltűinek jelenléte lehet a bőrön. Janthinobacterium lividumtermelő ibolyaszínű pigmentes violacein, amely megállítja a növekedést bd a tápanyagokat és védi a kétéltűeket a kórokozóktól való fertőzéstől, és megakadályozza a chytridyomycosis kialakulását. A békák és a szalamandrák, akiknek a bőrén ezeket a baktériumokat alkalmazták, fokozott ellenállást mutattak bd.

A redspinish salamander populációiban (Plethodon cinereus) – Észak-amerikai kétéltűek – az egyének több mint fele kimutatja a bőrükön lévő szimbiotikus baktériumok jelenlétével járó chytridiomycosis-ellenállást, és ezáltal lilás pigmentos violaceint állít elő. Ez az anyag gátolja a chytridyomycosis okozta kórokozó gombák növekedését. Fotók en.wikipedia.org

Most, legalábbis, tudjuk, hogyan bd megöli a kétéltű embereket, és milyen természetes mechanizmusok képesek ellenállni ennek a kórokozónak. Reméljük, hogy ez az információ előbb-utóbb elősegíti a természetes populációk chitridiomycosis elleni védelmének módját, és legalább lassítja a kétéltűek kihalását az elmúlt évtizedekben a bolygón.

forrás:
1) Jamie Voyles et al. A chytridiomycosis pathogenesis, amely katasztrofális kétéltűek csökkenésének oka // Science. 2009. október 23. V. 326. P. 582-585.
2) Elizabeth Pennisi. Kétéltű hanyatlás: az élet és a halál a béka bőrén játszódik // Science. 2009. október 23. V. 326. 507-508.

Lásd még:
1) Simon N. Stuart et al. A kétéltűek csökkenése és kihalása világszerte // Science. 2009. december 3. V. 306. P. 1783-1786. Publikálva online 2004. október 14-én.
2) Reid N. Harris et al. A békák mikrobák bőrét a gomba bőrének megakadályozza // Az ISME Journal. V. 3. P. 818-824. Megjelent online 2009. március 26.
3) Matthew H. Becker et al. A bakteriálisan termelt metabolit, a violacein a halálos betegséggel fertőzött kétéltű állatok túlélésében társul. // Applied and Environmental Microbiology. doi: 10.1128 / AEM.01294-09. Megjelenik online a nyomtatás előtt 2009. augusztus 28-án.

Petr Petrov


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: