Svampeinfektionen, der dræbte et rekordstort antal amfibier overalt i verden, fører til dødbringende dehydrering i frøer i naturen, ifølge resultaterne af en ny undersøgelse.
Høje niveauer af en akvatisk, chytrid svamp, kaldet Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), forstyrrer væske- og elektrolytbalancen i vilde frøer, siger forskerne, hvor de froskeres natrium- og kaliumniveauer alvorligt nedbrydes og forårsager hjertestop og død.
Deres fund bekræfter, hvad forskere har set i omhyggeligt kontrollerede laboratorieeksperimenter med svampen, men biologi fra San Francisco State University, Vance Vredenburg, sagde, at dataene fra vilde frøer giver en meget bedre idé om, hvordan sygdommen skrider frem.
Den bjerge gulbenede frø er en amfibieart påvirket af den chytride svamp. Kredit: USGS
"Dødsmåden opdaget i laboratoriet ser ud til at være, hvad der faktisk sker i marken," sagde han, "og det er den forståelse, der er nøglen til at gøre noget ved det i fremtiden."
Resultaterne af undersøgelsen offentliggøres i dag i tidsskriftet PLoS ONE.
”Dyrelivssygdomme kan være lige så ødelæggende for vores sundhed og økonomi som landbrugs-og menneskelige sygdomme,” sagde Sam Scheiner, NSF-programchef for det fælles National Science Foundation-National Institutes of Health Ecology and Evolution of Infectious Diseases-program, som finansierede forskningen .
Hos NSF støtter direktoraterne for biologiske videnskaber og geovidenskaber programmet.
”Bd har decimeret frø- og salamanderarter overalt i verden, hvilket grundlæggende kan forstyrre naturlige systemer,” sagde Scheiner. "Denne undersøgelse er et vigtigt fremskridt i vores forståelse af sygdommen - et første skridt i at finde en måde at reducere dens virkning på."
I hjertet af den nye undersøgelse er blodprøver trukket fra bjerg gulbenede frøer af Vredenburg og kolleger i 2004, da den chytride epidemi fejede gennem Californiens Sierra Nevada-bjerge.
”Det er virkelig sjældent at være i stand til at studere fysiologi i naturen som denne på det nøjagtige øjeblik af et sygdomsudbrud,” sagde University of California, Berkeley-økolog Jamie Voyles, hovedforfatter af papiret.
Desværre er det en undersøgelse, der ikke kan duplikeres - i det mindste ikke i Sierra Nevada.
Frøbestande der er blevet ødelagt af chytrid og faldt med 95 procent, efter at svampen først blev påvist i 2004.
”Det har været virkelig trist at gå rundt i bassinerne og tænke,” wow, de er virkelig alle sammen væk, ”sagde Vredenburg.
Den chytride svamp angriber en amfibiehud og får den til at blive op til 40 gange tykkere i nogle tilfælde.
Et par nu-sjældne bjerggulbenede frøer i Sierra Nevada-bjergene i Californien. Kredit: Vance Vredenburg
Da frøer afhænger af deres hud for at absorbere vand og essentielle elektrolytter som natrium fra deres miljø, vidste Voyles og hendes kolleger, at svampen ville forstyrre væskebalancer i de inficerede amfibier.
Men de blev overrasket over at finde ud af, at elektrolytniveauerne var meget lavere end forventet. ”Det er klart, at denne svamp har en dyb virkning i naturen,” sagde Voyles.
Forskere vil lære så meget som de kan om, hvordan svampen påvirker vilde amfibier med håb om, at disse fund vil føre til bedre behandlinger af infektionen.
"Den chytride svamp får disse frøer til at blive meget dehydreret, selvom de bogstaveligt talt er omgivet af vand," siger Cheryl Briggs, et universitet i Californien, Santa Barbara-biolog og medforfatter til avisen.
Den nye undersøgelse antyder, at individuelle frøer, der behandles for infektionen, kunne drage fordel af at have elektrolyttilskud i sygdommens avancerede stadier.
Forskere som Vredenburg eksperimenterer allerede med forskellige måder at behandle individuelle frøer, såsom at anvende antimykotiske behandlinger eller inokulere frøerne med "probiotiske" bakterier, der producerer en forbindelse, der dræber svampen.
”Sygdommen er ikke særlig svær at behandle i laboratoriet med svampedræbende midler,” sagde Vredenburg. ”Men i naturen er sygdommen stadig et bevægende mål.”
Det er stadig uklart, hvordan chytrid spreder sig over en region, og hvilke frøer, der kan være modtagelige for geninfektion efter behandling.
Tidligere i år viste Vredenburg og kolleger, at en almindelig nordamerikansk frø muligvis er en vigtig bærer af infektionen.
Den chytride svamp har dræbt mere end 200 amfibiske arter over hele kloden, men Voyles sagde, at forskningen tilbyder "et glimt af håb om, at det muligvis er muligt at gøre noget for at mindske tabet."
Andre medforfattere til avisen er Tate Tunstall og Erica Bree Rosenblum fra UC Berkeley og John Parker fra University of California, San Francisco.
Genudgivet med tilladelse fra National Science Foundation.