Деякі тропічні жаби мають панцир для захисту своєї лускатої шкіри. Але це покриття зроблено не з металу і навіть не з такого міцного матеріалу, як кевлар. Жаби використовують бактерії, щоб захистити свою шкіру від смертельного грибкового захворювання, спричиненого хітридовим грибом (Batrachochytrium dendrobatidis або Bd). Висновки опубліковані в дослідженні в журналі Мікробіом тварин показує, що деякі види жаб з природними бактеріями, які живуть у мікробіомі шкіри жаб, можуть допомогти їм вижити через грибок, який уже вбив щонайменше 90 видів жаб.
«Це один із найяскравіших доказів того, що природні шкірні бактерії господаря можуть діяти як передовий захист від патогену, який спустошив популяції амфібій у всьому світі», — сказав співавтор дослідження Гай Беккер, біолог з Університету штату Пенсільванія. «Одним із ключових повідомлень цього дослідження є те, що не тільки різноманітність цих бактерій, які називають мікробіомом шкіри, важлива, але й захисна функція цих бактерій є важливою».
У амфібій хітридіомікоз викликає різноманітні симптоми, включаючи ураження шкіри, почервоніння шкіри, висип і, зрештою, серцеву недостатність. За даними коледжу ветеринарної медицини Корнельського університету, його виявлено у понад 1300 видів земноводних, але, здається, найбільше він впливає на жаб. Хітридний гриб передається водою і поширюється у водному середовищі жаби.
Щоб перевірити, як спільноти бактерій, які зазвичай знаходяться на шкірі жаб, можуть захистити тропічні види жаб від хвороб, команда в Бразилії провела лабораторний експеримент на двох видах жаб: Haddadus binotatus і Ischnocnema henselii. Команда використовувала секвенування ДНК, щоб ідентифікувати бактерії, що живуть на шкірі кожної жаби, щоб вони могли порівняти, як ці бактеріальні спільноти передбачили здоров’я їхньої жаби-господаря.
Вид жаби H. binotatus, природним чином переносив хітридний гриб, коли його здоровий мікробіом шкіри міг захистити його від інфекції. Коли захисну бактеріальну спільноту шкіри було придушено антибіотиками, у жаб зросла ймовірність розвитку симптомів.
Другий вид жаб, I. henselii, був дуже сприйнятливий до грибка як з мікробіомом шкіри, наповненим бактеріями, так і з мікробіомом, пригніченим антибіотиками.
На думку команди, це свідчить про те, що різні види жаб покладаються на різні стратегії захисту від цього небезпечного грибкового захворювання.
«Ми бачимо цю разючу різницю: один вид має одну з найвищих поширеностей грибків, тоді як інший не має жодної інфекції в дикій природі. Це зробило їх ідеальною парою, щоб зрозуміти, яку роль відіграє мікробіом», — додала Лаура Шук, співавтор дослідження та докторант екології в Пенсильванському університеті. «Роками ми знали, що тропічна жаба H. binatus в природі грибком хворів рідко, але ми не знали чому. Тепер ми знаємо. Це дослідження підштовхує нас за межі кореляції з емпіричними доказами того, що мікробіом справді важливий проти цієї хвороби».
Щоб зрозуміти спеціальні бактеріальні захисні механізми, Шук культивував близько 700 штамів бактерій зі шкіри жаб. Потім він виростив кожну в культурі та піддав хітридовий гриб хімічним продуктам бактерій. Протягом тижня вона стежила за розвитком грибка.
Потім команда секвенувала кожну культуру. За допомогою цих послідовностей вони створили довідкову базу даних, яка ідентифікувала бактерії за тим, наскільки добре вони пригнічували ріст грибка. Таким чином вони могли визначити, які захисні бактерії були присутні на шкірі кожної жаби і коли. Ця база даних була ключовою для визначення того, які бактерії, що борються з хворобами, допомогли певним жабам вижити після інфекції.
У майбутніх дослідженнях команда сподівається ближче вивчити, як жаби отримують захисні мікробіоми шкіри з природного середовища, з метою збереження тропічних середовищ існування, які підтримують корисні мікроби.
«Якщо ми зрозуміємо, як ця жаба збирає та зберігає корисні бактерії, ми зможемо зрозуміти, як мікробіом працює як природний захист і що нам потрібно захистити в навколишньому середовищі, щоб зберегти ці бактерії для амфібій та інших хребетних, що знаходяться під загрозою зникнення», — сказав Шук.
2026 Famous Future Home Science Awards
