Разрушители. Грибки и грядущая пандемия
Шрифт:
Первой задачей Аутери было поймать взрослых летучих мышей, которые с наибольшей вероятностью пережили хотя бы одну спячку в присутствии Pd. Некоторые из них были пойманы в специальные, почти невесомые сети, которые обычно используются для отлова и выпуска птиц, – их трудно заметить даже таким опытным навигаторам, как летучие мыши. Крупноячеистые сети ловят все, что в них летит, поэтому ловушки необходимо проверять каждые восемь-десять минут. А тонкие растягивают на поле или в лесу, причем, чтобы поймать именно летучих мышей, нужно этим заниматься в сумерках и через несколько часов после захода солнца – в самый активный период. Другие образцы Аутери получила в Департаменте природных ресурсов штата – этих ночниц поймали на чердаках и в домах.
В то время как летучих мышей, собранных в сети, после отбора
Стоит напомнить, что каждая клетка млекопитающих имеет два набора хромосом – по одному от каждого родителя. Вдоль этих хромосом расположены сегменты ДНК, которые содержат различные гены. Всего у нас 23 пары хромосом, или сорок шесть хромосом. У разных видов летучих мышей разное количество пар хромосом – от 7 до 31 или от 14 до 62. У малых бурых ночниц их 22 пары. Как и мы, летучие мыши наследуют по одной хромосоме от каждого родителя, что означает наличие двух наборов ДНК и две копии каждого гена у каждой особи. Варианты генов называются аллелями. Нам лучше всего знакомы различные аллели роста, цвета глаз, кожи. Некоторые из них имеют больше вариантов, чем другие. Аутери и Ноулз сосредоточились на генах, которые имеют небольшие различия, называемые однонуклеотидными полиморфизмами, или SNP (произносится как «снипы»). Многие варианты SNP находятся в генах, которые еще не охарактеризованы: никто не знает, что делает этот ген, но их можно использовать для обнаружения различий. Но несколько SNP, использованных Аутери, принадлежат к известным генам, которые кодируют известные признаки41. Из них четыре варианта были связаны с выжившими летучими мышами, остальные – нет.
Один из SNP, которые использовала Аутери, входил в состав генов, кодирующих рецепторы нейротрансмиттеров, или находился рядом с ними. Другой был связан с эхолокацией, а третий – с иммунным ответом. Все это реакции, которые могут помочь летучей мыши выжить. Но один интересный вариант гена называется cGMP-PK1 и связан с ожирением у млекопитающих. Аутери отмечает: «Ни одна из этих аллелей не оказалась у группы выживших. Вообще ни одна. Я была очень удивлена. Разве это имело смысл?»42 То, что любой из этих вариантов генов может перемещаться в популяции, логично, поскольку вариации всех этих качеств могут быть полезны в зависимости от условий – так же, как гены, отвечающие за размер клюва в период засухи у вьюрков Грантов. Засуха – относительно редкое явление, но случись она, птицы бы вымерли, если бы не имели достаточно генетических вариаций. Однако способствуют ли эти гены выживанию и в какой степени, пока неясно.
Есть обнадеживающие признаки, свидетельствующие о том, что и другие популяции летучих мышей могут выжить. В 2019 году ученые, работавшие с малыми бурыми ночницами в Нью-Йорке, обнаружили, что смертность этих летучих мышей резко снизилась с почти 90 до 50 %. Выжившие, похоже, длительное время пребывали в оцепенении, что позволяло им сохранять драгоценные запасы жира на зиму. В заключение ученые пришли к выводу, что малые бурые ночницы могут быстро эволюционировать в ответ на появление нового патогена43. Это исследование совпадает с работой Аутери, которая обнаружила различия в гене, регулирующем пробуждение от спячки.
«Я не думаю, что мы пока наблюдаем рост [местных популяций]. Но мертвых летучих мышей стало меньше»44, – говорит Аутери.
Есть и другие способы, с помощью которых популяции летучих мышей, лягушек и других животных могут пережить смертельную болезнь. Иногда, когда иммунная система лучше справляется с патогеном, он может эволюционировать и стать менее провоцирующим для нее. А если вирус, бактерия или другой патоген не уничтожает всю популяцию
Эколог Джейми Войлс, как и Карен Липс, наблюдала воздействие Bd в Панаме. В начале 2000-х годов, будучи аспиранткой, она собирала лягушек на лесных трансектах в Эль-Копе, и такие виды, как ателоп Цетека, канареечно-желтые и черные лягушки, были повсюду. «Если вы шли по ручью, трудно было не наступить на них, – вспоминает Войлс, которая сейчас является доцентом Университета Невады в Рино. – Вы бы видели тропический лес, который ночью оживает, потому что в нем от 50 до 70 различных видов»46. Она успела проработать с лягушками около года, а потом появился грибок, и ей пришлось переключить свое внимание на другие вещи (из мертвых лягушек не получится хорошая диссертация). Войлс вернулась на то же место в Панаму спустя примерно десять лет, взяв с собой команду, которая помогла бы ей обследовать территорию на наличие популяции ателопа Цетека. «Возможно, это было правильное время и правильное место, – говорит она, – но лягушки нашлись. На поиски первой ушло около двух месяцев. Мы сделали около миллиарда фотографий!» И вот тогда, по словам Войлс, ее осенило: почему после такого катастрофического опустошения вообще остались выжившие?
Войлс выразила уверенность в том, что грибок Bd стал менее опасным. Но после сравнения архивных образцов грибков, выращенных на лягушках, взятых с разницей в десять лет – в начале эпидемии и позже, – Войлс и ее коллеги не нашли никаких доказательств того, что Bd утратил свою смертоносную силу. Наоборот, сложилось впечатление, что если кто и изменился, то это именно лягушки.
Когда Войлс только начинала свои исследования, еще до тотального исчезновения лягушек, она взяла пробы слизи, или кожных выделений, в которых содержатся некоторые из первых иммунных ответов лягушек, и законсервировала их. Это позволило спустя десятилетие сравнить иммунные ответы популяций лягушек, которые никогда не встречались с грибком, и выживших после его нашествия.
В некоторых случаях лягушки из выживших популяций в два-пять раз лучше сдерживали рост Bd. Похоже, что не патоген эволюционировал, чтобы стать менее вирулентным, а лягушки-хозяева эволюционировали, чтобы стать более устойчивыми. «Если бы я делала ставки, – говорит Войлс, – то предположила бы, что имела место постоянная генетическая вариация, а затем интенсивная генетическая чистка. Мать-природа невероятно изобретательна, и со временем, я надеюсь, мы сможем наблюдать дальнейшее восстановление амфибий»47.
Эколог по болезням Вэнс Вреденбург, наблюдавший гибель лягушек в национальных парках «Секвойя» и «Кингс-Каньон», надеется на другие популяции, растущие в регионе. В Йосемити он обнаружил лягушек, зараженных Bd, которые населяют сотни маленьких прудов. Это признак того, что болезнь стала эндемичной, а лягушки и хитриды эволюционировали одновременно48. Одна из гипотез заключается в том, что микробиом кожи изменился и в нем увеличилось количество микробов, вырабатывающих противогрибковые химические вещества. Но микробиомы сложны, и их изменения трудно интерпретировать49. Вреденбург добавляет: «Это дает мне надежду на то, что, хотя в “Секвойя” и “Кингс-Каньон” они все еще умирают, есть несколько особей, которые выживут. Если мы позволим эволюции произойти, у этих животных появится хороший шанс»50. То же и с малыми бурыми ночницами, некоторые из них по-прежнему остаются на плаву. Главное – чтобы они продержались достаточно долго и популяции снова стали процветать. Как и у вьюрков Грантов, одним из главных достоинств этих видов является генетическое разнообразие в популяции. Возможно, при наличии подходящих условий и времени эволюция придет на помощь этим животным. Это только теория, но очень и очень обнадеживающая.