L'utilisation des terres peut affaiblir la capacité des amphibiens à combattre l'infection, la maladie
Les changements de droits de fait à l'environnement peuvent endommager le système immunitaire d'une espèce de grenouille dont les populations ont considérablement diminué depuis les années 1970, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université Case Western Reserve et de la Holden Arboretum.
«Le cricket de grenouilles Ces Blanchard ont presque éteintes dans leur gamme nord, donc nous sommes presque médicolégal essayer de comprendre ce qui est arrivé», a déclaré Mike Benard, un professeur de biologie à la Case Western Reserve. "Cette étude suggère que les changements que nous faisons pour l'environnement ont le potentiel de rendre les animaux plus sensibles aux maladies et peut donc conduire à des déclins de population."
Les scientifiques ont constaté que les caractéristiques de l'habitat ont expliqué les différences dans les traits de défense immunitaire des grenouilles entre les populations. Ils ont constaté que les microbiomes de peau? Des communautés bactériennes et fongiques symbiotiques sur la peau? De grenouilles de sites perturbés, comme les terrains résidentiels et agricoles, étaient différents des microbiomes de la peau des grenouilles dans les habitats plus naturels. Ils ont également trouvé des sécrétions de peptide naturel - grenouilles sécrètent des protéines de leur peau qui protègent contre les agents pathogènes - différaient entre les grenouilles de différents environnements.
Les deux changements modifient potentiellement les capacités de défense immunitaire de l'amphibien.
La recherche est de plus en plus prouvé que microbiomes dans l'intestin et sur les peptides antimicrobiens de la peau et excrétés par les humains et autres animaux jouent des rôles importants dans la lutte contre l'infection et la maladie.
«Nous voyons beaucoup de baisses liées à la maladie chez les amphibiens, pour ne pas mentionner d'autres groupes d'animaux, tels que les chauves-souris aux prises avec le syndrome et les abeilles du nez blanc souffrant de trouble d'effondrement des colonies", a déclaré Katherine Krynak, chercheur postdoctoral dans l'affaire Département de Western Reserve de biologie et de chef de l'étude. «Cette recherche montre que l'utilisation des terres - l'agriculture ou le traitement des pelouses avec des herbicides, des pesticides et des engrais - peuvent influencer les traits qui protègent les animaux de la maladie."
Test Cricket Blanchard grenouilles
Cricket les grenouilles de Blanchard sont environ un pouce de long. Ils avaient une fois été largement réparties dans le Wisconsin, le Michigan et nord de l'Ohio, mais maintenant seulement poches rester dans cette région du nord.
Grenouilles utilisés dans l'étude étaient des étangs dans divers habitats naturels: des étangs entourés de forêt ou de prairie, des étangs ou les plus perturbés entourés de maisons, sur les terres d'élevage ou à proximité de terrains de sport, terrains de stationnement et les terrains de golf. En plus de considérer les différences physiques, les chercheurs ont testé la chimie de l'eau et de la qualité dans chaque étang.
Avec l'autorisation des États de l'Ohio et du Michigan, Krynak, Benard et David Burke, un scientifique et de la recherche chaise à Holden Arboretum à Kirtland, en Ohio, a examiné des échantillons Krynak avait recueillies auprès des grenouilles.Krynak utilisé Q-tip comme tampons pour obtenir des échantillons du microbiome de la peau, puis placé les grenouilles dans une solution qui induit doucement les animaux à sécréter des peptides antimicrobiens.
Krynak et Burke ont ensuite utilisé des méthodes moléculaires pour examiner la communauté de microbes sur la peau des grenouilles. Burke, qui étudie les interactions symbiotiques entre les plantes et les communautés microbiennes, est également professeur agrégé adjoint de biologie à la Case Western Reserve. Krynak et Burke ont également examiné la quantité de peptides les grenouilles produits et l'efficacité des peptides étaient contre un agent pathogène amphibiens qu'ils cultivées en laboratoire.
Ce qu'ils ont trouvé
Les chercheurs ont trouvé des différences entre le microbiome grenouilles qui vivent dans les zones naturelles, comme un étang appartenant à Conservation de la nature, et ceux dans les étangs entourés de très «gérés» terres, comme les terres agricoles ou les propriétés résidentielles.
"Ce que nous voyons est les bactéries sur la peau peuvent varier sensiblement en fonction de ce que les gens font pour l'environnement que les grenouilles vivent dans," a dit Burke.
Latitude, conductivité Un étang - un proxy pour les eaux de ruissellement de produits chimiques - et la taille semblent également influer sur le microbiome.
La quantité de sécrétions peptidiques naturelles produites à partir de la peau des grenouilles variait également des sites et a été influencé à la fois par la taille de l'étang et la conductivité de l'eau.
À quel coût?
Certains des sécrétions de la peau ont été montré à combattre les infections fongiques, Krynak dit. Mais dans des boîtes de Pétri dans le laboratoire, le taux de croissance du chytride, qui a été lié au déclin des populations d'amphibiens dans le monde entier dévastatrices, a grimpé de plus en plus de cricket grenouille les sécrétions de peptide naturel de Blanchard.
Les chercheurs seront en outre déterminer pourquoi des concentrations plus élevées de peptides apparaissent pour permettre le champignon tueur de croître plus rapidement dans cette espèce.
"Ce modèle suggère que dans les zones où l'utilisation des terres augmente la quantité de peptides ces grenouilles produisent, cet agent pathogène particulier pourrait avoir des effets dévastateurs", a déclaré Krynak.
L'équipe va également étudier plus directement comment l'environnement interagit avec les gènes d'une population, en changeant l'expression de traits. "L'environnement peut non seulement être en train de modifier les traits maintenant, mais il peut être freine la capacité d'une population à s'adapter à l'avenir", a déclaré Krynak.
Ils sont également des facteurs tels que la façon dont un herbicide à base de glyphosate, couramment utilisé et disponible dans le commerce peut modifier ces caractéristiques immunitaires de défense isolent expérimentalement.
L'altération de l'environnement des traits de la défense peut expliquer pourquoi différentes populations d'amphibiens montrent différents niveaux de résistance à l'infection et la maladie.
Krynak dit il y a de fortes chances que l'environnement affecte ces traits dans d'autres amphibiens et la faune en général.
«En améliorant notre compréhension des facteurs qui influencent immunitaires traits de capacités de défense, on nous donne la possibilité d'apporter des modifications à nos pratiques de gestion des terres afin de mieux protéger la santé de la faune", dit-elle "et selon toute vraisemblance, notre propre santé en conséquence."