Повышенный уровень стресса у земноводных связали с их уязвимостью к вирусам

Ученые из Университета штата Вашингтон провели исследование с участием древесных лягушек (также известны как квакши — семейство бесхвостых земноводных, одно из самых больших среди амфибий), известных своей устойчивостью к холодам: они могут полностью замерзать с наступлением зимы и, оттаивая весной, возвращаться к полноценной жизни. Однако результаты, опубликованные в журнале Proceedings of the Royal Society B, показали, что даже эти земноводные не обладают устойчивостью к стрессу, вызванному, в частности, засоленностью прудов и загрязнением их среды обитания.

Как выяснили ученые, «замораживающиеся» древесные лягушки, обитающие от Алабамы до Арктики, более восприимчивы к смертельным инфекциям, вызванным ранавирусом (ученые предполагают, что он произошел от рыб, которые впоследствии начали заражать земноводных и рептилий), если они обитают в водоемах с повышенным содержанием солей, используемых в качестве дорожного антиобледенителя. По мнению авторов работы, полученные ими данные свидетельствуют в пользу гипотезы о стресс-индуцированной восприимчивости, которая может объяснить резкое сокращение численности диких животных в последнее время.

Специалисты изучали личинок древесных лягушек, обитающих в прудах на северо-востоке Соединенных Штатов, где распространено использование соли для предотвращения локального обледенения дорог. Изначально хотели выяснить, как наличие соли с дорог в 18 исследуемых прудах, располагающихся в смешанных лиственных лесах на северо-востоке Коннектикута, влияет на развитие этих земноводных, однако в некоторых местах головастики попросту умирали.

«Поистине драматично, когда вы идете к пруду, и вдруг все маленькие головастики всплывают на поверхность», — сказала Холл. Выяснилось, что головастики погибли от ранавируса — распространенного вирусного патогена, который, однако, здоровым древесным лягушкам порой удается победить.

Анализируя потенциальную связь между солевым стрессом у лягушек и их восприимчивостью к инфекциям, авторы работы обнаружили, что животные, обитавшие в засоленных водоемах, были в 10 раз более подвержены инфекции при воздействии ранавируса. Головастики, живущие в таких прудах, были более заразными и загрязняли воду в пять раз сильнее, чем земноводные, которые росли в пресных водоемах без примесей соли, но впоследствии заболели. При этом повышенные уровни гормонов стресса, подавляющие иммунный ответ, наблюдались только при наличии вирусной инфекции.

«Наши результаты иллюстрируют, как небольшие изменения в качестве среды обитания приводят к увеличению числа смертельных инфекций и потенциально большей эффективности передачи вируса. <…>. Мы изучаем патогенную систему у амфибий, но то, что мы увидели, происходит сейчас и в контексте эпидемии Covid-19, — говорит Эрика Креспи, один из авторов работы. — Хронические нелетальные стрессоры могут вызывать последствия для здоровья, о которых мы не знаем, пока не случится кризис. Люди, которые находятся в постоянном социально-экономическом стрессе или имеют повышенную частоту метаболических заболеваний либо астмы, более подвержены инфекциям и чаще умирают. Это то, что мы увидели и в засоленных прудах».

Помимо этого, говорят исследователи, их данные влияют на то, как наука подходит к сохранению дикой природы и массовому вымиранию. Случаи массовой смертности от вирусов наблюдались во многих частях мира, но вопрос, почему одна популяция вымирает, а другая — нет, остается открытым. По мнению авторов работы, плохие условия, влияющие на стрессированность, могут играть роль в повышенном уровне смертности.

«В США ежегодное применение миллионов тонн противогололедных солей (обычно NaCl) привело к постоянному засолению пресноводных систем. Засоление также вызвано усилением засухи, добычей полезных ископаемых, сельским хозяйством и повышением уровня моря и связано с повышенной восприимчивостью к болезням в других системах. <…> Хотя некоторые линии приспособились к солоноватой воде, даже небольшое повышение уровня солености энергетически дорого обходится эволюционно наивным амфибиям, вызывая у них физиологический стресс, о котором свидетельствуют задержки в развитии, воспаление жабр и увеличение клеточного обмена», — объяснили специалисты.

Хотя, в отличие от других видов земноводных, древесные лягушки не сталкиваются со значительным сокращением популяции, в любом случае ученые рекомендуют бригадам по возможности меньше использовать реагенты при обработке дорог зимой и заменять их, например, гравием.

Ранее ученые рассказали о роли «прыгающих генов» при стрессе и показали процесс поседения волос от стресса на мышах.