Плоские черви ответственны за уродство лягушек
Лягушки с тремя ногами и другими уродствами обнаруживаются все чаще в последние годы. Многие видели в них предвестников крупной экологической катастрофы. Но не всегда виноваты экологические токсины или озоновые дыры. В настоящее время есть доказательства того, что по крайней мере некоторые из причудливых уродств являются результатом действия паразита Riberoria trematodes, который естественным образом заражает лягушек. В середине 1990-х группа школьников в Миннесоте обнаружила поразительное количество лягушек с деформированными конечностями. Изображения земноводных разлетелись по всему миру, вызвав предположения о причине. Одним из наиболее заметных было повреждение ДНК эмбрионов лягушек, вызванное ультрафиолетовым светом. Дыра в озоновом слое была бы ответственна за деформации. Другими кандидатами считались пестициды, особенно так называемые ретиноиды. Это вызывает некоторую путаницу у амфибий, которые могут отращивать потерянные конечности. Отрастающие конечности вырастают у животных из так называемого зачатка руки или ноги. Ретиноиды теперь могут испортить генетическую информацию в месте почки. Тогда может образоваться еще одна нога, чем планировалось изначально. Теперь, однако, два исследования, опубликованные в журнале Science от 30 апреля 1999 г., предоставляют доказательства того, что причиной деформаций является заражение паразитарными плоскими червями.
В 1987 году Стэнли Сешнс и его коллеги представили небольшой паразит Riberoria trematodes. Маленькое животное зарывается в задние лапы головастиков, перестраивая там клетки зачатка, тем самым нарушая развитие конечностей. «Это похоже на перемешивание клеток почки венчиком», - сказал Сешнс. Итак, появился еще один кандидат на лягушачьи уродства. Теперь пришло время решить: трематоды или ренитоиды? Предыдущие лабораторные результаты показали, что тип деформации, вызванный паразитами, отличается от деформации, вызванной действием химических веществ.
Ретиноиды буквально переворачивают зачаток конечности с ног на голову. Затем клетки, которые обычно развиваются на концах конечностей, внезапно разрастаются вблизи туловища. А клетки, которые должны фактически расти у основания, формируются вверху. Это приводит к характерной картине, которая отличается от той, что возникает при заражении трематодами. В этом случае из почки конечности вырастают две-три правильно расположенные конечности - каждая копия соседней.
Имея в руках эти лабораторные результаты, Сешнс изучил пять видов лягушек из двенадцати разных мест в Калифорнии, Орегоне, Аризоне и Нью-Йорке. Его группа не обнаружила ни одного из пороков развития, характерных для ретиноидов. С другой стороны, были обнаружены многие уродства, характерные для паразитарной инфекции.
Пока команда Сешнса собирала лягушек из прудов по всей стране, другая группа ученых подтверждала теорию трематод у себя дома в лаборатории. Питер Джонсон и его коллеги из Стэнфордского университета подвергали головастиков воздействию паразита в тщательно контролируемых условиях. Головастики превратились в лягушек с уродливыми задними ногами, которые очень напоминали уродливых лягушек, встречающихся в дикой природе. Напротив, головастики, которые не подвергались воздействию паразитов, не имели пороков развития. «Это сработало намного лучше, чем я ожидал», - сказал Джонсон. «Мы обнаружили множество пороков развития - даже в условиях низкой плотности паразитов».
Эти два доклада, однако, не устраняют озабоченность ученых по поводу земноводных. Сообщается о других типах деформации лягушек, включая деформированные глаза, которые могут быть вызваны чем-то другим, а не паразитами. На самом деле множественные конечности - это даже не самый распространенный тип деформации, хотя, безусловно, самый заметный.
Джонсон и Сешнс считают, что паразиты могут использовать уродства лягушек как часть своего собственного репродуктивного цикла. После вылупления в прудовой воде неполовозрелые трематоды заражают водных улиток. Паразиты размножаются бесполым путем в своих хозяевах, часто увеличиваясь в числе до такой степени, что улитка погибает. Вернувшись в воду, личинки трематод зарываются в задние лапы головастиков. Если взрослые лягушки затем становятся жертвами водоплавающих птиц, паразиты нашли третьего хозяина, в котором они теперь могут размножаться половым путем. В конце концов, яйца трематод снова попадают в пруд вместе с птичьим пометом, и цикл начинается снова. Теперь, когда птицы едят уродливых лягушек гораздо чаще, чем нормальных, обезображивание может играть решающую роль в репродуктивной стратегии паразитов.
Так оправдательный приговор людям и их вмешательствам в природу? Необходимы дополнительные исследования, прежде чем ученые смогут сделать какие-либо выводы о влиянии человека. Будут рассмотрены колебания популяций трематод. Например, удобрения могут снабжать пруды дополнительными питательными веществами, которые увеличивают популяцию водных улиток.
Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft является оператором этого портала. Его электронные и печатные журналы, в том числе «Spektrum der Wissenschaft», «Gehirn&Geist» и «Spektrum - Die Woche», сообщают о текущих результатах исследований.