Глобальное исследование, проведенное под руководством ученых Университета Колорадо в Боулдере, показало, что климат является критически важным фактором, определяющим микробное разнообразие на коже земноводных: более холодные и изменчивые температуры создают более богатые бактериальные сообщества, чем более теплые и стабильные условия.
Выводы, недавно опубликованные в журнале Nature Ecology and Evolution, являются результатом крупнейшего в истории географического исследования микробиома земноводных, в котором приняли участие десятки исследователей из 31 учреждения, объединившихся для отбора проб из более чем 2300 образцов, охватывающих 205 видов в 12 странах на пяти континентах.
Кожные микробы амфибий, как известно, формируют здоровье и физиологию своих хозяев, но модели и распространенность этих сообществ остаются плохо изученными в глобальном масштабе. В последние десятилетия амфибиям все больше угрожают утрата мест обитания и грибковые инфекции, что привело к тому, что в исследованиях стало уделяться больше внимания факторам окружающей среды, которые могут либо помочь, либо помешать их выживанию.
Удивительно, но новое исследование показало, что в то время как разнообразие видов амфибий имеет тенденцию к увеличению в умеренных и тропических районах мира, микробное разнообразие делает противоположное.
Американская лягушка-бык, широко распространенный вид, ареал обитания которого охватывает весь земной шар, оказался представителем этого явления. Исследователи взяли образцы 139 лягушек-быков из разных мест, таких как Бразилия, Япония, Южная Корея и Соединенные Штаты, и обнаружили, что у тех, у кого были более низкие минимальные температуры в самый холодный месяц года, было большее бактериальное разнообразие, чем у их собратьев в хорошую погоду.
Микробы лягушек-быков также оказались очень локальными по своему характеру: только одна бактерия оставалась неизменной среди 80 процентов образцов по всему миру, и не было никаких признаков основного «основного» сообщества.
«Лягушки-быки родом из восточной части Северной Америки, но они стали инвазивными по всему миру, что дает нам возможность изучить, как микробы одного типа лягушек сравниваются в очень разных средах», - сказала Валери Маккензи. соавтор исследования и доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Боулдере (EBIO). «Мы думали, что у лягушек-быков из разных мест может быть больше общих микробов, но вместо этого на них очень сильно влияет местная среда обитания и климат»
Исследователи выдвигают гипотезу о том, что более высокие температуры могут стимулировать более быстрый обмен микробов на коже земноводных, что приводит к тому, что несколько доминирующих бактерий быстро завоевывают и подавляют разнообразие. Напротив, более низкие температуры могут способствовать переходу некоторых микробов в состояние покоя, препятствуя возможности быстрого захвата и позволяя бактериям циркулировать в течение года.
Выводы могут повлиять на будущие исследования здоровья и устойчивости земноводных, особенно в субальпийских регионах, где такие виды, как северная жаба на западе США, сталкиваются с постоянными угрозами из-за изменений температуры, связанных с изменением климата, и смертельных инфекций.
«Учитывая важность температуры в этом масштабном анализе, у нас есть новые возможности для изучения закономерностей на градиентах высот в наших горных средах обитания и того, как они влияют на микробы и здоровье животных», - сказал Маккензи..