Los cambios provocados por el hombre en el medio ambiente pueden estar dañando el sistema inmunológico de una especie de rana cuyas poblaciones han disminuido drásticamente desde la década de 1970, según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Case Western Reserve y el Arboreto Holden.
"Estas ranas grillo de Blanchard casi se han extinguido en su rango norte, por lo que estamos tratando de entender lo que sucedió de manera forense", dijo Mike Benard, profesor de biología en Case Western Reserve. "Este estudio sugiere que estamos haciendo cambios".para el medio ambiente tienen el potencial de hacer que los animales sean más susceptibles a las enfermedades y, por lo tanto, pueden provocar una disminución de la población ".
Los científicos descubrieron que las características del hábitat explicaban las diferencias en los rasgos de defensa inmunológica de las ranas entre las poblaciones. Descubrieron que los microbiomas de la piel, las comunidades simbióticas bacterianas y fúngicas en la piel de las ranas de sitios perturbados, como las tierras residenciales y agrícolas, eran diferentes delos microbiomas de la piel de las ranas de hábitats más naturales. También encontraron secreciones de péptidos naturales proteínas que las ranas secretan de su piel que protegen contra los patógenos diferían entre las ranas de diferentes ambientes.
Ambos cambios alteran potencialmente las capacidades de defensa inmune del anfibio.
Estos hallazgos y más se publican en la revista Conservación biológica .
La investigación muestra cada vez más que los microbiomas en el intestino y en la piel y los péptidos antimicrobianos excretados por los humanos y otros animales juegan un papel importante en la lucha contra las infecciones y las enfermedades.
"Estamos viendo muchos descensos relacionados con la enfermedad entre los anfibios, sin mencionar otros grupos de animales, como los murciélagos plagados de síndrome de nariz blanca y las abejas que sufren el trastorno del colapso de colonias", dijo Katherine Krynak, una académica postdoctoralen el Departamento de Biología de Case Western Reserve y líder del estudio: "Esta investigación muestra que el uso de la tierra, la agricultura o el tratamiento del césped con herbicidas, pesticidas y fertilizantes, puede influir en los rasgos que protegen a los animales de las enfermedades".
Prueba de ranas de grillo Blanchard
Las ranas de grillo de Blanchard tienen aproximadamente una pulgada de largo. Una vez se habían extendido ampliamente por Wisconsin, Michigan y el norte de Ohio, pero ahora solo quedan focos en esta región del norte.
Las ranas utilizadas en el estudio provenían de estanques en varios hábitats: estanques naturales rodeados de bosques o praderas, o estanques más perturbados rodeados de casas, en tierras de cultivo o cerca de campos deportivos, estacionamientos y campos de golf. Además de considerar el físicodiferencias, los investigadores probaron la química y la calidad del agua en cada estanque.
Con permiso de los estados de Ohio y Michigan, Krynak, Benard y David Burke, un científico y director de investigación del Holden Arboretum en Kirtland, Ohio, examinaron muestras que Krynak había recolectado de las ranas. Krynak usó Q-tip como hisopos para obtenermuestras del microbioma de la piel y luego colocaron las ranas en una solución que indujo suavemente a los animales a secretar los péptidos antimicrobianos.
Krynak y Burke luego utilizaron métodos moleculares para examinar la comunidad de microbios en la piel de las ranas. Burke, que estudia las interacciones simbióticas entre plantas y comunidades microbianas, también es profesor adjunto de biología en la Reserva Case Western. Krynak y Burke tambiénexaminó la cantidad de péptidos que produjeron las ranas y qué tan efectivos fueron los péptidos contra un patógeno anfibio que cultivaron en el laboratorio.
Lo que encontraron
Los investigadores encontraron diferencias en el microbioma entre las ranas que viven en áreas naturales, como un estanque propiedad de Nature Conservancy, y aquellos en estanques rodeados de tierras altamente "manejadas", como tierras de cultivo o propiedades residenciales.
"Lo que estamos viendo es que las bacterias en la piel pueden variar notablemente, dependiendo de lo que las personas estén haciendo al medio ambiente en el que viven las ranas", dijo Burke.
La latitud, la conductividad de un estanque, un indicador de la escorrentía química, y el tamaño también parecen afectar el microbioma.
La cantidad de secreciones peptídicas naturales producidas a partir de la piel de las ranas también varió entre los sitios y fue influenciada tanto por el tamaño del estanque como por la conductividad del agua.
¿A qué costo?
Se ha demostrado que algunas de las secreciones de la piel combaten las infecciones fúngicas, dijo Krynak. Pero en las placas de Petri en el laboratorio, la tasa de crecimiento del hongo quítrido, que se ha relacionado con la devastadora disminución de la población de anfibios en todo el mundo, aumentó con el aumento de Blanchardsecreciones de péptidos naturales de la rana grillo.
Los investigadores investigarán por qué las concentraciones más altas de péptidos parecen permitir que el hongo asesino crezca más rápido en esta especie.
"Este patrón sugiere que en áreas donde el uso de la tierra aumenta la cantidad de péptidos que producen estas ranas, este patógeno en particular podría tener efectos devastadores", dijo Krynak.
El equipo también analizará más directamente cómo el entorno interactúa con los genes de una población, cambiando la expresión de los rasgos. "No solo el entorno puede estar alterando los rasgos ahora, sino que puede estar disminuyendo la capacidad de una población para adaptarse en elfuturo ", dijo Krynak.
También son factores de aislamiento experimentales, como la forma en que un herbicida a base de glifosato de uso común y comercialmente disponible puede alterar estos rasgos de defensa inmune.
La alteración ambiental de los rasgos de defensa puede explicar por qué diferentes poblaciones de anfibios muestran diferentes niveles de resistencia a infecciones y enfermedades.
Krynak dijo que existe una gran posibilidad de que el medio ambiente esté afectando estos rasgos en otros anfibios y vida silvestre en general.
"Al mejorar nuestra comprensión de los factores que influyen en las capacidades de los rasgos de defensa inmunológica, se nos da la oportunidad de realizar cambios en nuestras prácticas de gestión de la tierra para proteger mejor la salud de la vida silvestre", dijo "y, con toda probabilidad, nuestra propia salud como consecuencia."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Case Western Reserve . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :