Земноводные являются жертвами смертельных эпидемий кожных заболеваний. В первом глобальном исследовании исследователи из 31 университета и научно-исследовательских центров, включая Смитсоновский институт тропических исследований (STRI), собрали кожные бактерии более чем 2300 здоровых лягушек и саламандр из 12 стран, чтобы описать микробы на широком спектре животных-хозяев, чтобы улучшить знания о распространении бактерий лягушачьей кожи, которые, как известно, важны для поддержания здоровья амфибий.
Основываясь на образцах 205 различных видов земноводных, команда пришла к выводу, что окружающая среда животного, особенно температура, играет большую роль в том, что бактерии живут на его коже. Их самый поразительный результат, опубликованный в журнале Nature Ecology and Evolution, заключался в том, что микробы кожи амфибий более разнообразны в районах с холодными зимами и переменными температурами. Это было неожиданно, потому что большинство животных и растений в тропиках более разнообразны.
«Обнаружение более высокого общего разнообразия этих кожных бактерий в районах с умеренным климатом стало неожиданностью, и затем нашей задачей стало объяснить, почему», - сказал Джордан Куенеман, научный сотрудник STRI с докторской степенью, который руководил исследованием.
Исследование стало кульминацией многих проектов; несколько крупных исследовательских групп, занимающихся снижением численности амфибий в США, Германии, Панаме и Мадагаскаре, объединились с группами на разных континентах для сбора образцов и интерпретации результатов. «Наше намерение состояло в том, чтобы объединить людей из разных дисциплин вокруг общей проблемы, чтобы мы могли обмениваться данными и идеями, исследовать новые вопросы и решать новые проблемы по мере их возникновения», - сказал Куенеман.
Предыдущие исследования показали, что существуют некоторые эмпирические правила в отношении свободноживущих бактерий в разных местах по всему миру, и команда задалась вопросом, существуют ли аналогичные правила в отношении бактерий на коже животного-хозяина. Они также задавались вопросом о взаимодействии между генами земноводных и бактериями, живущими на их коже, и о том, меняется ли предсказанная функция генов от места к месту.
Они обнаружили, что быстрорастущие бактерии могут преобладать в теплом климате, снижая разнообразие. Однако в более изменчивых условиях, например, в умеренном климате, разные виды бактерий могут предпочитать разные годовые температурные режимы. Например, бактерии, способные пережить холод в состоянии покоя, могут остаться на амфибиях, что может помочь объяснить более высокое микробное разнообразие, наблюдаемое в этих средах. Более высокая распространенность генов покоя наблюдалась у земноводных в более изменчивом климате.
Поскольку американская лягушка-бык (Lithobates catesbeianus) обитает по всему земному шару, они взяли ее образцы в разных местах, чтобы лучше понять влияние окружающей среды на одного хозяина. Это уникально возможно для этого вида благодаря новым интродукциям, связанным с потреблением лягушачьих лапок. «К сожалению, этот вид также является толерантным резервуаром и усилителем грибковых заболеваний лягушек», - сказал Куенеман.
Их работа ведет к пониманию роли микробов в здоровье земноводных и к пониманию того, как использовать полезные микробы для содействия выздоровлению лягушек и предотвращения эпидемий болезней в полевых условиях. Это исследование показывает, как команда ученых из разных областей может собраться вместе для изучения экологии кожи лягушки, что может помочь в лечении пробиотиками больных амфибий и методах биоаугментации, вводя определенные бактерии с целью влияния на живую систему для улучшения здоровья лягушек в организме. будущее.
На средства Фонда Саймонса Куенеман широко работает над наземной тропической микробиологией. Он говорит, что крайне важно создать надежные наборы данных, включая тропические микробы, чтобы лучше понять их роль в здоровье хозяина, адаптации хозяина, коэволюции и биогеографии животных, растений и их симбионтов. Увлеченный своей работой, он подчеркивает возможность использования полезных микробов для решения экологических проблем и укрепления здоровья и благополучия людей, животных и растений.