Смертельно опасный грибок, поражающий лягушек по всему миру, берет свое начало в Бразилии
Грибок Batrachochytrium dendrobatidis сыграл важную роль в глобальном сокращении численности лягушек и жаб. Его происхождение было исследовано в ходе исследования, проведенного учеными из Государственного университета Кампинаса, которые изучали место первого появления этого вредного штамма.
Хитридный грибок (Batrachochytrium dendrobatidis), широко известный как Bd, признан одним из основных факторов глобального сокращения численности амфибий. Ученые обнаружили, что патоген существует в нескольких генетических формах, каждая из которых встречается в разных регионах мира. В совокупности эти штаммы способствовали сокращению популяций, затронув по меньшей мере 500 видов бесхвостых амфибий, включая лягушек и жаб.
Исследователи считают, что распространение Bd по всему миру тесно связано с коммерческой торговлей лягушками-быками (Aquarana catesbeiana), видом, обитающим в Северной Америке и выращиваемым в пищу во многих странах. Лягушки-быки были впервые завезены в Бразилию в 1935 году, а затем еще один раз — несколько десятилетий спустя, в 1970-х годах.
Один из вариантов, известный как Bd-Brazil, был впервые обнаружен в стране в 2012 году и получил соответствующее название. Его происхождение было поставлено под сомнение после исследования 2018 года, опубликованного в журнале Science, в котором предполагалось, что этот штамм мог появиться на Корейском полуострове. В результате генотип впоследствии получил название Bd-Asia-2/Bd-Brazil.
Доказательства, указывающие на Бразилию
Новые данные, опубликованные в журнале Biological Conservation при поддержке FAPESP, предоставляют убедительные доказательства того, что штамм возник в Бразилии. Исследование, проведенное учеными из Государственного университета Кампинаса (UNICAMP) в штате Сан-Паулу, показывает, что, хотя Bd-Brazil был обнаружен в Соединенных Штатах, Японии и на Корейском полуострове, его самые ранние корни восходят к Бразилии.
Согласно более ранним исследованиям, опубликованным в журнале Molecular Ecology в 2014 году, штамм Bd-Brazil уже присутствовал в Бразилии к 1916 году, задолго до завоза в страну лягушек-быков. В этом исследовании был проанализирован генетический материал образцов лягушек, хранящихся в музейных коллекциях с XIX века, что выявило давнее присутствие грибка.
Новое исследование объединило данные прошлых научных исследований с записями о Bd, обнаруженном в музейных амфибиях по всему миру, генетическим тестированием грибков с бразильских ферм по разведению лягушек-быков и анализом лягушек-быков, продаваемых на международном рынке. В совокупности эти данные указывают на то, что штамм, скорее всего, распространился из Бразилии в другие части мира через глобальную торговлю лягушачьим мясом, в которой Бразилия играет ведущую роль.
«Этот генотип широко распространен среди различных местных бразильских видов, и его данные очень старые. В других местах данные гораздо более свежие и встречаются только у лягушек-быков и других экзотических видов. Здесь же этот штамм присутствует как на лягушачьих фермах, так и в дикой природе, включая некоторые местные виды, которые не болеют этим заболеванием», — говорит Луиза П. Рибейро, первый автор исследования. Она провела исследование в рамках своей докторской диссертации в Институте биологии (IB) UNICAMP при поддержке стипендии FAPESP.
Работа является частью проекта «От естественной истории к сохранению бразильских амфибий», который поддерживается FAPESP и координируется Луисом Фелипе Толедо, профессором IB-UNICAMP и научным руководителем Рибейро.
«Нам не удалось точно определить штамм в большой выборке амфибий, хранящихся в музеях, поскольку сохранение этой информации не всегда идеально. Поэтому мы определили только наличие или отсутствие грибка у этих особей и искали другие доказательства, которые могли бы указать на происхождение Bd-Brazil в Бразилии», — говорит Толедо.
История грибка
Для оценки его исторического распространения зарубежные сотрудники изучили 2280 экземпляров амфибий, собранных в период с 1815 по 2014 год и хранящихся в зоологических музеях по всему миру.
«Даже не зная штамма, мы обнаружили записи старше тех, что ранее сообщались в литературе, и представили обзор исторических данных о Bd во всем мире», — говорит Рибейро, который в настоящее время проводит постдокторские исследования в Федеральном университете Сан-Паулу (UNIFESP) по стипендии FAPESP.
Из 2280 протестированных музейных экземпляров у 40 был обнаружен Bd. Самое раннее зарегистрированное заражение грибком было обнаружено у пяти особей вида Alytes obstetricans. Эти лягушки были собраны в 1915 году в Пиренеях во Франции и являются самыми древними из известных в стране. Второй по древности экземпляр принадлежал лягушке вида Megophrys goeldii, обитающей в настоящее время в Рио-де-Жанейро, и был собран в 1964 году.
Чтобы подтвердить гипотезу о распространении грибка из Бразилии в остальной мир через экспорт лягушек-быков, исследователи обратились к историческим данным о торговле этим видом, генотипированию грибка у лягушек с бразильских лягушачьих ферм и генетическому анализу лягушек-быков с рынков за пределами страны.
Bd-Brazil широко распространен в Бразилии, более половины случаев заражения приходится на лягушачьи фермы. Он менее вирулентен, чем второй по распространенности штамм, Bd-GPL, который, вероятно, возник в Азии.
Исследователи проанализировали 3617 международных торговых маршрутов по продаже мяса лягушек, охватывающих 48 стран. Только 12 стран были идентифицированы как экспортеры, 21 — как импортеры, а 15 — как экспортеры и импортеры. Они интегрировали данные по маршрутам, включающим страны с подтвержденными случаями обнаружения Bd-Brazil, самые ранние даты обнаружения в каждой стране и генетические данные, полученные от коммерчески выращиваемых лягушек-быков. Таким образом, удалось установить наиболее вероятные пути распространения бразильского штамма.
Гипотеза распространения из Бразилии включала восемь выявленных маршрутов. Бразилия экспортировала напрямую в Соединенные Штаты в период с 1991 по 2009 год, а Соединенные Штаты экспортировали в Южную Корею в 2004 и 2008 годах. Поскольку нет документально подтвержденных экспортных поставок из азиатской страны, где был подтвержден Bd-Brazil, в другие затронутые страны, весьма вероятно, что Бразилия действительно является источником генотипа.
Авторы заключают, что эти результаты подчеркивают острую необходимость в превентивных мерах, таких как контроль импорта, скрининг патогенов и карантинные протоколы, для защиты местных видов, с глобальным регулированием и мониторингом.
