Редкие австралийские лягушки погрелись в мини-саунах и излечились от смертельного грибка

Австралийские зоологи придумали необычный способ защитить редких лягушек золотистых литорий от смертельного для них хитридиевого грибка. Исследователи продемонстрировали, что в холодные зимние и весенние месяцы эти амфибии охотно используют искусственные убежища с повышенной температурой воздуха. В результате лягушки не только согреваются, но и излечиваются от грибка, который не выдерживает высоких температур. В статье для журнала Nature авторы отмечают, что золотистые литории, избавившиеся от инфекции благодаря «лягушачьим саунам», впоследствии намного легче переносят повторное заражение. Таким образом, убежища с повышенной температурой повышают шансы на выживание отдельных особей и целых популяций данного вида.

Хитридиевый грибок Batrachochytrium dendrobatidis считается одной из главных угроз благополучию лягушек, жаб и других бесхвостых амфибий. В течение последних 120 лет он расселился из Восточной Азии по всему миру (вероятно, в результате торговли террариумными животными) и проник в дикие популяции бесхвостых амфибий, которые не имели к нему иммунитета. В результате лягушки, жабы и их родственники во многих регионах начали массово погибать из-за грибковой инфекции. По оценкам ученых, панзоотия затронула не менее 500 видов бесхвостых амфибий, около 90 из которых полностью вымерли. Хотя отдельных особей, зараженных B. dendrobatidis, можно вылечить в лабораторных условиях, у специалистов почти нет эффективных способов бороться с этой инфекцией в природных условиях. Одним из немногих подходов может быть поиск и расселение особей, которые выработали иммунитет к хитридиевому грибку. Недавно ученые продемонстрировали, что его применение в горах Сьерра-Невада в Калифорнии помогло защитить сьерра-невадских (Rana sierrae) и горных (R. muscosa) желтоногих лягушек от вымирания.

Команда зоологов под руководством Энтони Уоддла (Anthony W. Waddle) из Мельбурнского университета предложила использовать для борьбы с B. dendrobatidis одну из основных его слабостей — неспособность переносить жару. Как показали эксперименты, этот грибок погибает при температурах выше 30 градусов Цельсия и менее активно заражает амфибий при повышении температуры с 17 до 22 градусов Цельсия или при воздействии температуры в 29 градусов Цельсия на протяжении четырех часов в сутки. По мнению исследователей, эту уязвимость можно применить для защиты теплолюбивых видов лягушек из умеренных регионов Австралии, которые заражаются B. dendrobatidis и гибнут от него в холодные месяцы года, зимой и весной. Если разместить в местах обитания этих амфибий искусственные убежища с высокой температурой (термальные рефугиумы), они смогут посещать их, чтобы контролировать инфекцию и даже вылечиваться от нее. Это позволит представителям уязвимых видов получить долгосрочную устойчивость к грибку — а их популяции смогут с ним сосуществовать.

Чтобы проверить идею, Уоддл и его соавторы провели серию экспериментов с золотистыми литориями (Litoria (Ranoidea) aurea). В прошлом эти лягушки были широко распространены на юго-востоке Австралии, но после того, как на континент прибыл B. dendrobatidis, вымерли на 90 процентах своего ареала. Международный союз охраны природы относит их к числу уязвимых видов (Vulnerable, VU). Поскольку в холодное время года золотистые литории часто прячутся в убежищах на суше и греются здесь на солнце, это делает их идеальными кандидатами для тестирования термальных рефугиумов.

На первом этапе исследователи заразили литорий хитридиевым грибком и позволили инфекции развиваться на протяжении двух недель. Затем часть особей в течение месяца держали при постоянных температурах (19; 26,4; 29,1; и 31 градус Цельсия) или в условиях температурного градиента, где подопытные амфибии могли свободно выбирать подходящие условия. Оказалось, что при 19 градусах Цельсия интенсивность заражения максимальна, при 26,4; 29,1 и 31 градусах Цельсия она постепенно снижается примерно одинаковыми темпами во всех трех случаях, а в условиях температурного градиента снижается быстрее всего. В ходе дополнительного эксперимента авторы продемонстрировали, что литории, которые были заражены грибком на протяжении шести недель, полностью избавляются от него после двух недель, проведенных при температуре 32 градуса Цельсия. При повторной встрече с B. dendrobatidis такие особи переносили инфекцию намного легче: шансы на выживание у них были в 23 раза выше, чем у сородичей, которые подверглись аналогичной температурной обработке, но не были предварительно заражены (в первой группе выжило 86 процентов особей, а во второй — 22 процента). В то же время сами высокие температуры не оказывали отрицательного влияния на здоровье лягушек.

На финальном этапе исследования Уоддл и его коллеги протестировали термальные рефугиумы под открытым небом. Для этого они провели эксперименты на огороженных участках, имитирующих естественную среду обитания золотистых литорий. На каждом участке исследователи установили теплицу, внутри которой располагался сделанный из черных каменных кирпичей рефугиум с десятью полостями. На четырех из них теплица была затенена плотной тканью, а еще на четырех оставалась открытой, что позволяло солнечным лучам нагревать воздух внутри убежища. На каждый участок выпустили по 20 литорий, 10 из которых ранее перенесли заражение B. dendrobatidis, а 10 — нет (при этом по пять особей из каждой группы заразили грибком за неделю до начала экспериментов). Через одну, две, четыре, шесть, восемь, десять и пятнадцать недель лягушек отлавливали, чтобы проверить их состояние, после чего выпускали обратно. В качестве контроля использовались два участка с затененными и два участка с незатененными теплицами, куда выпустили незараженных особей.

Во время отлова литории в 74 процентах случаев находились внутри рефугиумов — то есть в четыре раза чаще, чем если бы они выбирали место для отдыха случайным образом. На участках, где теплицы оставались открытыми, максимальная температура внутри убежищ за счет пассивного нагрева солнцем была в среднем на 4,5 градуса Цельсия выше, чем на участках с затененными теплицами (около 40 градусов Цельсия против примерно 35 градусов Цельсия). Благодаря этому температура тела лягушек на участках с незатененными убежищами оказалась в среднем на 3,1 градуса Цельсия выше, чем на участках с затененными убежищами, а зараженность хитридиевым грибком примерно в 100 раз ниже. При этом особи, которые переболели грибковой инфекцией в прошлом, демонстрировали менее значительный уровень зараженности.

Результаты исследования подтвердили, что в холодное время года золотистые литории выбирают убежища с более высокими температурами. Это позволяет им излечиться от хитридиевого грибка и получить устойчивость к заражению им в будущем. В природе убежища с высокой температурой редки, однако если устанавливать в местах обитания золотистых литорий искусственные термальные рефугиумы, пассивно нагреваемые солнцем, можно существенно повысить шансы на выживание отдельных особей и целых популяций данного вида. По словам Уоддла и его коллег, помочь этим лягушкам (и еще нескольким видам амфибий, которые заражаются хитридиевым грибком в холодные месяцы), может любой австралиец: для этого достаточно разместить на заднем дворе небольшую теплицу для овощей с убежищем из нескольких кирпичей внутри нее.

Ранее зоологи обнаружили необычную особенность поведения у еще одного врага австралийских лягушек. Оказалось, что самки комаров Mimomyia elegans регулярно сосут кровь литорий — причем для кормления они выбирают одну из ноздрей амфибии. Судя по всему, на кончике носа у лягушек располагается слепая зона, так что комар может спокойно сидеть здесь, не опасаясь, что жертва его заметит.