Исследователи Института цитологии (ИНЦ) РАН выяснили, что появление массовых аномалий конечностей у лягушек и жаб вызвано заражением плоским паразитическим червем Strigea robusta и зависит от сроков развития личинок (головастиков). Результаты научной работы опубликованы в журнале Journal of Experimental Zoology, они могут использоваться для понимания жизненного цикла гельминтов (червей-паразитов), которые вредят и организму человека.
В середине XX века в разных странах мира было обнаружено множество случаев массовых аномалий конечностей у лягушек. Причины таких изменений первоначально связывались с радиацией, химическим загрязнением водоемов или заражением вирусами. Однако потом было обнаружено, что появление этих деформаций конечностей связано с заражением гельминтами. Одним из таких паразитов оказался широко распространенный плоский червь Strigea robusta.
Жизненный цикл этого червя включает трех хозяев. Взрослая особь живет в кишечнике уток. Оттуда яйца гельминтов в составе фекалий попадают в водоемы, где их поедают улитки-катушки. На период развития зародышей червей моллюски становятся их переносчиками до тех пор, пока не образуются личинки паразитов (метацеркарии). После этого метацеркарии готовы искать нового носителя — они прорывают кожу улитки и вырываются на свободу. Причем в ходе этого процесса улитка может погибнуть, если личинок слишком много.
Затем личинки гельминтов ищут себе следующего хозяина, в качестве которого выступают лягушки. Метацекарии находят в водоеме головастиков и, прорывая их кожу, проникают внутрь организма, образуя цисту. Чтобы жизненный цикл паразитов замкнулся, личинкам червей требуется время на развитие, а кроме того, необходимо, чтобы зараженных лягушек съели утки. Для этого Strigea robusta в процессе эволюции выработала специальный механизм — паразиты, внедрившись в головастика, выделяют особый субстрат (обычно это ретиноевая кислота), который разрушает работу ряда генов у головастика лягушки, вызывая нарушение развития его конечностей (так называемая «аномалия П»). Проходя метаморфоз, такая лягушка становится медлительной, утке проще ее поймать.
«Мы решили выяснить, почему из всех амфибий, которые обитают в тех же водоемах, что и Strigea robusta, эти паразиты поражают только лягушек, а не жаб, тритонов и прочих организмов. Для этого мы провели несколько сравнительных экспериментов с головастиками жаб. У первых в природе мы находили “аномалию П”, а у вторых — нет», — рассказывает руководитель лаборатории стабильности хромосом и микроэволюции генома ИНЦ РАН Спартак Литвинчук.
В общей сложности прошли пять экспериментов, в каждом из них исследовались по 30 головастиков трех видов жаб из трех различных регионов Евразии. Головастиков заражали метацеркариями Strigea robusta, дозу паразитов определяли с помощью методов микроскопии.
Результаты работы показали, что в лабораторных условиях черви оказались способны поражать головастиков жаб с такой же вероятностью, что и личинок лягушек, вызывая схожие аномалии конечностей. Однако в природных условиях исследуемые виды жаб, как правило, не подвергаются влиянию Strigea robusta. Оказалось, что это связано с тем, что сроки развития головастиков жаб намного короче, чем у лягушек, и составляют около двух месяцев. И когда метацеркарии появляются в водоеме в поисках нового хозяина, а обычно это происходит в конце июня — в августе, личинки жаб уже отсутствуют. Для развития головастиков лягушек требуется более трех месяцев. Этой разницы достаточно, чтобы метацеркарии успели поразить головастиков лягушки, но не успели попасть в жаб.
«Наши эксперименты, поддержанные молодежным грантом Российского фонда фундаментальных исследований, показали, что Strigea robusta может заражать разных амфибий, однако возможность проникновения паразитов в организм носителя зависит от сроков развития головастиков. Результаты исследования помогают объяснить, почему в одних водоемах у амфибий возникают аномалии, а в других — нет. Важно понимать, что это происходит в силу естественных причин, а не вследствие нарушения экологии в водоемах. Кроме того, нужно знать, как и почему распространяются черви-паразиты, ведь некоторые их опасные виды используют в качестве носителя организм человека», — поясняет Спартак Литвинчук.
В исследовании приняли участие ученые ИНЦ РАН, Тюменского и Пензенского государственных университетов, Российского государственного аграрного университета (МСХА им. К.А.Тимирязева), Института физиологии и генетики животных (Чехия), а также Института проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН.
Пресс-служба ИНЦ РАН
Нет комментариев