У земноводных может развиться толерантность к пестицидам, но эта толерантность может привести к повышенной восприимчивости к паразитам, согласно новому исследованию Бингемтонского университета, Государственного университета Нью-Йорка.
Прошлые исследования, проведенные доцентом кафедры биологических наук Бингемтонского университета Джессикой Хуа и исследователями из Университета Пердью и Политехнического института Ренсселера (RPI), показали, что у амфибий может развиться устойчивость к пестицидам одним из двух способов. Земноводные, которые живут ближе к сельскому хозяйству, могут развивать более высокую базовую устойчивость, передавая устойчивость из поколения в поколение. В качестве альтернативы, при воздействии малых доз пестицидов в раннем возрасте земноводные, живущие дальше от сельского хозяйства, развили способность индуцировать более высокую толерантность к пестицидам в течение нескольких дней (то есть индуцибельную толерантность)..
«Хотя оптимистично, что амфибии могут вырабатывать толерантность к химическим веществам, используя несколько механизмов, важно учитывать, что пестициды - не единственный стрессор, с которым сталкиваются амфибии», - сказал Хуа. «Численность амфибий сокращается во всем мире, и другие факторы стресса, такие как паразиты, могут взаимодействовать с пестицидами, способствуя этому сокращению».
Чтобы понять, связаны ли с землепользованием или развитием толерантности к пестицидам издержки при столкновении с другими факторами стресса, такими как паразиты, Хуа и группа исследователей определили 15 популяций лесных лягушек, которые различались по близости к сельскому хозяйству и механизмам устойчивости к пестицидам (i.е. более высокая базовая толерантность по сравнению с индуцируемой толерантностью). Используя эти популяции, они измерили взаимосвязь между землепользованием и эволюционной реакцией на пестицид и восприимчивость к двум распространенным паразитам: трематодам (т. е. эхинопарифиям) и вирусам (т. е. ранавирусам).
Новые результаты показали, что восприимчивость земноводных к паразитам была связана с их близостью к сельскому хозяйству и их эволюционной реакцией на пестициды, но эта связь различалась между двумя паразитами.
Что касается трематод, лесные лягушки, живущие ближе к сельскому хозяйству с высокой базовой устойчивостью, имели более низкую нагрузку трематодами, чем популяции, живущие вдали от сельского хозяйства с индуцируемой устойчивостью к пестицидам. В отличие от ранавируса, высоковирулентного патогена, способного уничтожать популяции земноводных, популяции, живущие рядом с сельским хозяйством с высокой исходной устойчивостью, имели более высокие вирусные нагрузки, чем популяции, далекие от сельского хозяйства с индуцируемой толерантностью.
Наши результаты показывают, что недостаточно рассматривать воздействие загрязняющих веществ или паразитов изолированно. Природа сложна», - сказал Хуа. «Мало того, что различные стрессоры взаимодействуют способами, которые трудно предсказать, но и эволюционные реакции на один стрессор могут формировать реакции земноводных на другие стрессоры. В этой работе подчеркивается важность учета экологических и эволюционных процессов при оценке воздействия загрязнителей».
«На протяжении своей жизни амфибии сталкиваются со многими различными типами паразитов, и обнаруженные нами реакции, специфичные для паразитов, подчеркивают сложность взаимодействия пестицидов и паразитов», - сказал Джейсон Ховерман, доцент кафедры лесного хозяйства и природных ресурсов Университета Пердью.
«В совокупности это исследование подчеркивает, как междисциплинарный подход с использованием эволюционной теории, экологии болезней и токсикологии может помочь выяснить вклад многочисленных стрессоров в популяции земноводных, численность которых сокращается во всем мире», - сказал Рик Рельеа, профессор биологических наук и директор Дарринского института пресной воды в Ренсселере.
Хуа и ее коллеги-исследователи недавно получили грант Национального научного фонда для продолжения изучения того, как землепользование и развитая устойчивость к пестицидам могут повлиять на исход болезни.