Амфибии могут развить повышенную толерантность к пестицидам, но эта адаптация может сделать их более восприимчивыми к паразитам, по данным группы исследователей из Политехнического института Ренсселера. Исследование, проведенное Бингемтонским университетом, показало, что древесные лягушки, у которых развилась повышенная толерантность к пестицидам, показали большую восприимчивость к опасному вирусу, хотя они также продемонстрировали пониженную восприимчивость к паразитическому червю.
«Мы только недавно начали понимать, что амфибии могут быстро развить толерантность к химическим веществам, таким как пестициды, что на первый взгляд является хорошей новостью», - сказал Рик Релиа, профессор биологических наук и директор Дарринского института пресной воды. в Ренсселере. «Но теперь плохие новости: с этой толерантностью есть компромисс, который заключается в том, что они становятся более восприимчивыми к паразитам, которые, в случае с ранавирусом, могут уничтожить целые популяции амфибий».
Предыдущее исследование, проведенное Джессикой Хуа, доцентом Бингемтонского университета, при содействии исследователей из Университета Ренсселера и Университета Пердью, показало, что у амфибий может развиться толерантность к пестицидам одним из двух способов. Земноводные, которые живут рядом с сельским хозяйством, могут развить более высокую базовую устойчивость, передавая устойчивость из поколения в поколение. В качестве альтернативы, при воздействии низких уровней пестицидов в раннем возрасте амфибии, живущие вдали от сельского хозяйства, развивают способность вызывать более высокую толерантность к пестицидам в течение нескольких дней, что известно как «индуцируемая 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».
«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.
Чтобы понять, связаны ли с землепользованием или развивающейся толерантностью к пестицидам затраты при столкновении с другими стрессорами, такими как паразиты, команда определила 15 популяций лесных лягушек, которые различаются по своей близости к сельскому хозяйству и демонстрируют либо более высокую базовую устойчивость, либо индуцибельную толерантность. Используя эти популяции, они измерили взаимосвязь между землепользованием, эволюционной реакцией на пестицид и восприимчивостью к двум распространенным паразитам: червям-трематодам и ранавирусам..
Результаты показали, что восприимчивость земноводных к паразитам была связана с их близостью к сельскому хозяйству и их эволюционной реакцией на пестициды. Что касается трематод, лесные лягушки, живущие ближе к сельскому хозяйству с высокой исходной устойчивостью, имели более низкую нагрузку трематод, 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 амфибий на другие стрессоры."
Исследование было частью серии экспериментов, проведенных командой для оценки устойчивости к пестицидам, индуцируемой устойчивости и воздействия патогенов на популяции амфибий, которые различались по своей индуцированной или исходной толерантности, сказал Рельеа. Исследователи из Ренсселера в значительной степени отвечали за выявление популяций и проведение первоначальных испытаний пестицидов.
«Наша группа лидирует в понимании того, как животные могут быстро развить толерантность к пестицидам», - сказал Рельеа, старший председатель фонда Дэвида М. Даррина 40-го года в Rensselaer. «Пять лет назад мы не знали, что у амфибий или любых позвоночных животных может развиться индуцированная толерантность к пестицидам. Это новый уровень усилий, который заключается в том, чтобы задаться вопросом: есть ли компромиссы для быстро развивающейся повышенной устойчивости к пестицидам?»