Pilzfressende Mikro-Raubtiere Könnten Amphibien Vor Tödlichen Hautkrankheiten Schützen

Mikroben, die in Seen gedeihen, konsumieren glücklich den Pandemiepilz, der bei mehr als der Hälfte der Amphibienarten des Planeten zu Rückgängen geführt hat.

2012 bahnte sich ein Team von temperamentvollen Eseln mit einer Nutzlast unersättlicher Protisten den Weg durch die französischen Pyrenäen. Esel würden normalerweise nicht benötigt, um einzellige Mikroben zu befördern, aber diese winzigen Organismen waren zufällig Bewohner der mehreren hundert Pfund Seewasser, die die Esel auch trugen, ob sie es mochten oder nicht. "Es ist irgendwie lustig", sagt Dirk Schmeller, der Wissenschaftler, dessen Team die Esel angeheuert hat, "weil es zeigt, dass Esel helfen können, Amphibien zu retten."

Was dieses unwahrscheinliche Szenario möglich macht, ist der Appetit der Mikroorganismen auf einen ebenso winzigen Chytrid-Pilz - eine Gruppe von Pilzen mit einem Schwimmstadium, das den Vorfahren aller Pilze namens Batrachochytrium dendrobatidis oder Bd ähnelt und weltweit Amphibien auslöscht. Es stellt sich heraus, dass eine vielfältige Sammlung einzelliger Protisten und winziger mehrzelliger Tiere auf natürliche Weise Bd in Seen jagt und frisst, wodurch verhindert wird, dass der Killerpilz Frösche und andere Amphibien infiziert. Obwohl Bd ein eingeführter Pilz ist, sind ähnliche Pilze in Seen und einem natürlichen Bestandteil der Ernährung dieser Mikro-Raubtiere reichlich vorhanden, so dass ihre Fähigkeit, Bd zu jagen, nicht unerwartet ist. Was unerwartet war, war die Begeisterung, mit der sie den invasiven Pilz in freier Wildbahn essen können. Wissenschaftler hatten zuvor in experimentellen Laborbehältern gezeigt, dass einige Mikro-Raubtiere schwimmende Bd-Sporen fressen würden, aber eine neue Studie zeigt, dass die Jagd in realen Bergseen stattfindet und in einem Ausmaß stattfindet, das groß genug ist, um Amphibien signifikant zu reduzieren Infektionen und Todesfälle in diesen Seen. Schmeller vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Deutschland und Kollegen haben diese Schlussfolgerungen im Januar in Current Biology veröffentlicht..

Die vielversprechende Folgerung ist, dass die Nutzung der Bd-Fütterungsfähigkeit einheimischer Mikroorganismen den Pandemiepilz so weit reduzieren könnte, dass das Überleben der Amphibien gesteigert wird, ohne auf die zweifelhafte Einführung fremder Bakterien oder den Einsatz von Ökosystem-störenden Antimykotika angewiesen zu sein - zwei Methoden, die vorgeschlagen wurden. Der Schutz von Amphibien kann vielmehr so einfach sein, wie die Gesundheit und das Überleben der Mikroben zu fördern, die bereits in einem See leben, oder sie dort einzuführen, wo sie verloren gegangen oder unterdrückt wurden.

Bd wurde 1997 weltweit beim Töten von Amphibien entdeckt. Es gibt zahlreiche Theorien über seine Herkunft und Verbreitung. Eine beliebte Version ist, dass der Pilz hauptsächlich über den internationalen Handel mit Fröschen verbreitet wurde, die für Laboruntersuchungen und frühe Schwangerschaftstests verwendet wurden (was deutlich macht, dass das Pinkeln auf einem Stock ein weltbewegender Fortschritt war).

Schmeller hatte bemerkt, dass die Seen, die der Kollege Matthew Fisher vom Imperial College London in den hohen Pyrenäen beprobt hatte, für Bd im Allgemeinen positiv waren, während diejenigen, die ihm näher standen, negativ waren. Er beschloss zu sehen, ob er herausfinden konnte, was den Unterschied ausmachen könnte. Er vermutete zuerst die Wasserqualität, aber ihre anfängliche Wasseranalyse ergab wenig. Also begannen Schmeller und seine Kollegen, die Anzahl der räuberischen Mikroorganismen in ihren Proben zu zählen. Dazu gehören sowohl aktive Raubtiere, die Beute suchen, als auch Filterfütterer, die es vorziehen, ihr Abendessen zu sich kommen zu lassen.

Als das Team die Anzahl dieser Mikroorganismen in Wasser aus Seen mit hoher und niedriger Bd-Prävalenz zählte, stellte sich ein bemerkenswerter Unterschied heraus: Die Seen mit viel Bd waren in mikrobiellen Raubtieren verarmt.

Dies reichte jedoch nicht aus, um zu beweisen, dass die Mikroben für die Krankheitsknappheit verantwortlich waren. In einer Reihe weiterer Experimente zeigten Schmeller und ein Team von Kollegen in Deutschland, Frankreich, Belgien und Großbritannien, dass eingeführte Bd-Zoosporen in Wasser, das (von den Eseln) aus Seen mit hoher Prävalenz zurückgebracht wurde, viel länger überlebten als in Wasser aus Seen mit niedriger Prävalenz. Prävalenz Seen. Sie zeigten auch, dass das Filtern von Wasser aus Seen mit niedriger Bd-Prävalenz die Fähigkeit zur Abtötung von Bd-Zoosporen signifikant verringerte - vermutlich, weil die mikrobiellen Raubtiere herausgefiltert worden waren.

Darüber hinaus wiesen Kaulquappen, die in Bd-versetztem Wasser aus Seen mit niedriger Prävalenz untergebracht waren, geringere Infektionsraten und weniger schwere Infektionen auf als Kaulquappen, die in ähnlich versetztem Wasser aus Seen mit hoher Prävalenz oder in wärmebehandeltem (und vermutlich sterilisiertem) Wasser aus Seen mit niedriger Prävalenz lebten. Der gleiche Effekt blieb bestehen, wenn die Kaulquappen bei einzelnen Arten eines mikroskopisch kleinen Raubtiers gehalten wurden, von denen eine aus einem Pyrenäensee isoliert wurde.

Die bemerkenswerte Fähigkeit der Mikroorganismen, Pilzsporen zu fressen und Amphibien zu schützen - und die Tatsache, dass dieser Schutz nicht auf einer Kombination von Umweltfaktoren beruhte - war für die Wissenschaftler eine große Überraschung. "Wir haben eine Reduzierung erwartet, aber nicht auf dieses Niveau", sagt Schmeller, "[aber] jedes Muster, das wir in freier Wildbahn sehen können, kann durch die Mikroorganismen erklärt werden."

Es ist seit langem bekannt, dass native Mikro-Raubtiere Beute im Größenbereich von Bd anvisieren. Was jedoch gefehlt hat, ist herauszufinden, ob genug von diesem Raubtier eine Rolle spielt, sagt Pieter Johnson, außerordentlicher Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie an der Universität von Colorado Boulder, der die Rolle untersucht hat, die Raubtiere von Parasiten und Parasiten abwechseln Wirte können an der Krankheitsdynamik teilnehmen, waren jedoch nicht an dieser Studie beteiligt. Das war etwas, worauf sich diese Studie direkt bezog, sagt er, und die Stärke der Verbindung zwischen den Raubtieren und den Infektionsmustern überraschte ihn.

Im Prinzip (obwohl eine solche Praxis viel weitere Tests erfordert) weisen diese Ergebnisse auf eine einfache, relativ natürliche Lösung für mit Bd geplagte Teiche hin: Steigerung der Populationen einheimischer Mikro-Raubtiere. Dies könnte erreicht werden, indem der natürliche Zustand unberührter Seen erhalten bleibt und das Eindringen invasiver Arten verhindert wird. In anderen Seen könnten eingeführte Arten wie Fische (die häufig für Angler in Bergseen gehalten werden, die ursprünglich fischlos waren) entfernt werden, die fressen Mikro-Raubtiere. In Seen, in denen Bd ein Problem darstellt, könnten Ökologen nach Umkehrung oder Beseitigung der Bedingungen, die Mikro-Raubtiere unterdrücken, sogar mikrobielle Transfusionen mit Seewasser versuchen, ähnlich wie fäkale bakterielle Transplantationen dazu beitragen können, das ökologische Gleichgewicht der durch Antibiotika oder Infektionen zerstörten menschlichen Eingeweide wiederherzustellen. Da eine Schwelle der Bd-Dichte erforderlich ist, um einen bestimmten Frosch zu infizieren, ist es wahrscheinlich nicht erforderlich, den Pilz auszurotten, um Amphibien zu schützen. "In den meisten Fällen ist es entweder nicht möglich oder sogar nicht praktikabel, wirklich zu versuchen, Krankheiten aus einem System auszurotten", sagt Johnson. "Aber wenn Sie Wege finden, um das System zu verwalten, das das Krankheitsniveau tatsächlich auf einem wünschenswert niedrigen Niveau hält, dann könnte dies tatsächlich ein wirklich kostengünstiger Weg sein, um bestimmte Krankheiten anzugehen."

Andrew Blaustein, Professor für integrative Biologie an der Oregon State University, der auch die Wirkung von Mikro-Raubtieren auf Bd und ihre mögliche Verwendung als Biokontrollmittel untersucht hat (und nicht an dieser Studie beteiligt war), stimmte zu, dass die Papierstudie sowohl gut durchgeführt als auch durchgeführt wurde bahnbrechend bei der Untersuchung komplexer, realer Seegemeinschaften.

Rückblickend, so Blaustein, hätten Schwierigkeiten in der Vergangenheit mit experimentellen Teichen, die mit Zooplankton (zu denen viele Mikro-Raubtiere gehören) und B-Amphibien gefüllt waren, einen Hinweis auf die überraschende Letalität der winzigen Raubtiere geben können. In diesen künstlichen Umgebungen war es traditionell schwierig, ausreichende Mengen an Bd für Experimente aufzubauen. Der Grund, sagte er, könnte sein, dass die Mikro-Raubtiere so gut darin waren, es zu essen.