Как раз к Хэллоуину новое исследование показывает, что зомби цвета тыквы могут свирепствовать в вашем местном солончаке.
Исследование, проведенное под руководством доктора Дэвида Джонсона из Вирджинского института морских наук Уильяма и Мэри, не так страшно, как кажется. Эти зомби - не плотоядные гуманоиды из «Ходячих мертвецов», а крошечные креветки, зараженные микроскопическим паразитом. Тем не менее, их растущее изобилие в солончаках, питаемых питательными веществами, вполне может предвещать будущие угрозы человечеству.
Исследование, в соавторстве с доктором Ричардом Хердом из Исследовательской лаборатории побережья Мексиканского залива Университета Южного Миссисипи, опубликовано в выпуске Ecosphere за эту неделю. Он основан на долгосрочном эксперименте, в ходе которого исследователи ежегодно с 2004 года добавляли азот в солончаки Новой Англии. Их цель? Изучить, как эти ключевые прибрежные экосистемы реагируют на богатый питательными веществами сток с удобренных полей, очистных сооружений и других антропогенных источников.
В текущем исследовании Джонсон и Херд сосредоточились на том, как загрязнение питательными веществами может повлиять на паразитов. «Паразиты являются частью каждой экосистемы, - говорит Джонсон, - но мы относительно мало знаем о том, как они реагируют на глобальные изменения. Мы хотели проверить, как паразиты в болоте реагируют на обогащение питательными веществами, в частности, увеличится ли их численность и биомасса по мере того, как предсказано для свободноживущих организмов».
В качестве подопытных животных они выбрали плоского червя-паразита под названием Levinseniella byrdi и одного из его хозяев, амфиподу Orchestia grillus. Джонсон описывает амфипод как «маленьких прыгающих креветок», которые питаются мертвыми и разлагающимися водорослями и другим болотным детритом. «Если вы были на пляже и собирали водоросли, - говорит он, - вы, вероятно, видели их кузенов, пляжных прыгунов, прыгающих, как акробаты».
Эта пара решила изучить именно эту пару паразит-хозяин по двум веским причинам. Во-первых, в изобилии встречается O.grillus. Во-вторых, когда на нем паразитирует L. byrdi, он просто меняет как свой цвет, так и поведение.
«Обычные амфиподы коричневые, - говорит Джонсон, - и когда вы выдергиваете мертвую траву, они разбегаются, как тараканы на кухне, когда вы включаете свет. Но при заражении L. byrdi они становятся ярко-оранжевыми». и не убегайте. Оранжевые амфиподы выходят на открытое пространство, не подозревая, что их склевала птица."
Джонсон говорит, что все это часть плана паразита: «Чтобы размножаться, ему нужно попасть в кишечник птицы. Чтобы попасть в кишечник птицы, он превращает амфиподу в неоновую вывеску самоубийства, которая кричит: «Съешь меня!». Ярко-оранжевый оттенок амфипод также позволил исследователям легко отличить инфицированных и неинфицированных особей во время полевого отбора проб.
Гипотеза Джонсона и Херда заключалась в том, что обогащение питательными веществами увеличит не только количество амфипод - пример того, что экологи называют «вынуждением снизу вверх», - но и количество их паразитов.
«Я вижу восходящий эффект в моем саду на заднем дворе», - объясняет Джонсон. «Чем больше удобрений я добавляю, тем больше бобов выращиваю. Чем больше бобов, тем больше оленей. В нашем эксперименте мы в основном спрашивали: если больше удобрений означает больше оленей, означает ли это и больше клещей?»
Джонсон говорит, что этот вопрос важен, потому что ответ проливает свет на то, влияет ли то, что происходит в нижней части пищевой сети, на верхнюю часть; в этом случае, может ли большее количество питательных веществ привести к большему количеству паразитов.
Когда Джонсон и Херд отправились на солончак, чтобы проверить свои идеи - тщательно подсчитывая количество инфицированных и свободных от паразитов амфипод на удобренных и неудобренных участках каждое лето в период с 2009 по 2014 год - они обнаружили, что обогащение питательными веществами действительно увеличивает количество как амфипод, так и паразитов, и поразительно.
«Распространенность паразита увеличилась в 13 раз на богатых питательными веществами болотах, - говорит Херд, - а плотность биомассы инфицированных амфипод была в среднем в 11 раз выше».
Исследователи говорят, что их результаты, типичные для других экосистем, могут иметь последствия для здоровья человека.
«Наша работа может дать представление о связи между деятельностью человека и возникновением болезней», - говорит Херд. «Хотя изученный нами паразит не заражает людей, многие другие человеческие паразиты, такие как те, которые вызывают малярию, шистосомозы и вирус Западного Нила, имеют водных хозяев или переносчиков. Если эти паразиты будут реагировать так же, как и наши паразиты, загрязнение питательными веществами также увеличит их популяцию, тем самым способствуя заболеванию».
«Призывы к сокращению поступления питательных веществ в водные экосистемы обычно мотивируются желанием защитить среду обитания», - говорит Джонсон. «Мы считаем, что сокращение количества питательных веществ может также защитить здоровье животных и человека за счет уменьшения количества паразитов в экосистеме».