Переселение устойчивых к грибку особей спасло два вида желтоногих лягушек из Калифорнии

Усилия по спасению сьерра-невадских и горных желтоногих лягушек, обитающих на хребте Сьерра-Невада в Калифорнии и едва не вымерших из-за смертельного хитридиевого грибка, оказались успешными. В течение пятнадцати лет особей из немногих популяций, сумевших пережить появление инфекции и выработать устойчивость к ней, переселяли на участки, где их сородичи уже исчезли. Проанализировав результаты этого проекта, герпетологи пришли к выводу, что большинство реинтродуцированных популяций растут даже в присутствии грибка — а вымирание им не грозит на протяжении по крайней мере полувека. Препринт исследования выложен на сайте bioRxiv.

Обновлено: в ноябре 2024 года результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

В прошлом сьерра-невадские (Rana sierrae) и горные (R. muscosa) желтоногие лягушки были самыми многочисленными бесхвостыми амфибиями в высокогорных водоемах хребта Сьерра-Невада в Калифорнии. Однако в течение прошлого века их ареалы сократились более чем на 90 процентов. Основными причинами этого стали выпуск в горные водоемы чужеродных видов лососевых рыб, поедавших головастиков, и распространение хитридиевого грибка Batrachochytrium dendrobatidis, который ответствен за падение численности и даже вымирание примерно 500 видов бесхвостых амфибий по всему миру. Первая из этих проблем оказалась решаемой: после вылова всех инвазивных рыб в определенном водоеме численность желтоногих лягушек в нем быстро восстанавливалась. Однако способов искоренить смертельный грибок специалисты так и не нашли.

В большинстве случаев желтоногие лягушки из определенной местности полностью вымирали вскоре после того, как в нее проникал B. dendrobatidis. Тем не менее, некоторым популяциям этих амфибий удалось пережить эпизоотию и даже начать восстанавливать численность. Эксперименты показали, что представители таких популяций во взрослом состоянии редко заражаются хитридиомикозом — то есть обладают устойчивостью к инфекции, которая может объясняться приобретенной иммунной реакцией либо быть результатом естественного отбора или проявлением различий между популяциями (хотя особи, недавно пережившие метаморфоз, все еще уязвимы к хитридиомикозу). Сьерра-невадских и горных желтоногих лягушек из выживших популяций даже использовали в проектах по реинтродукции этих видов в места, где они исчезли по вине грибка.

Команда герпетологов под руководством Роланда Кнаппа (Roland A. Knapp) из Калифорнийского университета решила определить эффективность такого подхода. Для этого исследователи проанализировали результаты 24 попыток восстановить исчезнувшие популяции сьерра-невадских и горных желтоногих лягушек на 12 участках Йосемитского национального парка. Они проводились в 2006-2020 годах за счет переселения особей из трех устойчивых к хитридиомикозу восстанавливающихся популяций. Авторы оценивали выживаемость взрослых лягушек после реинтродукции и успех их размножения.

Оказалось, что на девяти из двенадцати участков переселенные желтоногие лягушки успешно прижились и начали размножаться. Степень их зараженности хитридиевым грибком до и после реинтродукции оставалась недостаточной для того, чтобы вызвать тяжелую болезнь или смерть. При этом выживаемость реинтродуцированных особей и их потомков в течение года была довольно высокой и зависела от условий конкретной местности и погоды, но не от зараженности грибком. Все это указывает на то, что большинство изученных проектов по охране желтоногих лягушек завершились созданием самоподдерживающихся и устойчивых к хитридиомикозу популяций.

Дополнительное моделирование показало, что шесть восстановленных популяций желтоногих лягушек с высоким уровнем средней выживаемости взрослых особей, скорее всего, продолжат расти и в будущем. Несмотря на присутствие B. dendrobatidis, вероятность их вымирания в течение полувека составляет менее пятидесяти процентов. А если учесть, что у потомков переселенных лягушек выживаемость повышается (при моделировании эту особенность практически не учитывали), то хорошие шансы на выживание есть у большинства восстановленных популяций.

На финальном этапе Кнапп и его коллеги попытались выяснить, как именно желтоногим лягушкам удалось выработать устойчивость к хитридиомикозу. Для этого исследователи сравнили экзомы особей из четырех популяций, которые еще не столкнулись с эпизоотией смертельного грибка, и их сородичей из пяти популяций, переживших распространение инфекции в течение последних десятилетий и впоследствии частично восстановивших численность. В результате выяснилось, что лягушки из разных восстанавливающихся популяций независимо друг от друга приобрели изменения в целом ряде генов, связанных с работой иммунитета. Таким образом, их устойчивость к грибковой инфекции по крайней мере отчасти является результатом естественного отбора.

История сьерра-невадских и горных желтоногих лягушек — редкий, но не единственный пример восстановления популяций бесхвостых амфибий после эпизоотии B. dendrobatidis. Например, мы рассказывали о том, как со смертельным грибком справились австралийские жабы Mixophyes fleayi. Авторы предлагают активнее использовать устойчивых к грибку особей для восстановления исчезнувших популяций видов, к которым они принадлежат. Впрочем, даже на то, чтобы вернуть желтоногих лягушек во все места, где они когда-то жили, уйдут десятилетия.

Ранее мы рассказывали о том, как герпетологи спасли от вымирания юнионского углопалого геккона (Gonatodes daudini). Эта мелкая яркоокрашенная ящерица с острова Юнион в Карибском море была описана в 2005 году и вскоре приобрела огромную популярность у террариумистов. Необычных гекконов начали отлавливать в таком количестве, что вид едва не исчез. Однако благодаря вовремя принятым мерам охраны его численность удалось увеличить на восемьдесят процентов всего за четыре года.