Ученым давно известно об «аномалии P», которая провоцирует появление у амфибий лишних пальцев, конечностей и прочих уродств. Теперь, наконец, удалось доказать, что ее причина — плоский червь Strigea robusta, меняющий работу генов лягушек и жаб и за счет этого подавляющий их способность к передвижению.
Еще в 1952 году французский писатель и ученый Жан Ростан обнаружил у лягушек характерные аномалии развития конечностей, которые получили название «аномалия P». Позднее те же уродства выявили у различных бесхвостых амфибий в ряде стран, включая Россию.
У пострадавших животных обычно отмечают симметричную полидактилию — появление избыточных пальцев. В более тяжелых случаях возникают лишние конечности или они становятся короче, приобретают патологические костные выросты, различные опухоли и отеки.
Еще Ростан установил, что аномалия P не наследуется, а возникает в процессе индивидуального развития животного под воздействием окружающей среды.
Однако до недавнего времени природа фактора, который вызывает эти широко распространенные уродства, не был известен. Ученые полагали, что это может вызывать радиационное или химическое загрязнение и так далее. Однако теперь российские биологи, авторы статьи для журнала Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological and Integrative Physiology, провели эксперименты, по итогу которых установили точную причину аномалии P. Оказалось, всему виной — плоские черви (точнее, трематоды) Strigea robusta.
«Мы решили выяснить, почему из всех амфибий, которые обитают в тех же водоемах, что и Strigea robusta, эти паразиты поражают только лягушек, а не жаб, тритонов и прочие организмы. Для этого мы провели несколько сравнительных экспериментов с головастиками жаб. У первых в природе мы находили «аномалию P», а у вторых — нет», — рассказал один из авторов, заведующий лабораторией стабильности хромосом и микроэволюции генома Института цитологии РАН Спартак Литвинчук.
Как и положено паразитическому плоскому червю-трематоде (или двуустке), S. robusta проходит жизненный цикл со сменой хозяев. Окончательный хозяин, в котором живет половозрелая особь червя и происходит его размножение, — утка. С испражнениями околоводных птиц многочисленные яйца паразита попадают в водоем, где заражают своего первого промежуточного хозяина — улиток-катушек.
В этих моллюсках появляются личинки трематод, которые развиваются до стадии метацеркария. Те разрушают кожные покровы катушек, попадают в воду и отправляются на поиски следующего хозяина — как правило, лягушек, а точнее, их головастиков.
Strigea robusta проникают внутрь амфибии через кожу и, что характерно для паразита, начинают вмешиваться в регуляцию процессов в теле нового хозяина. Червь выделяет особые соединения (как правило, это ретиноевая кислота), влияющие на экспрессию ряда генов амфибии. Среди них есть и те, что регулируют метаморфоз головастиков в зрелых лягушек, в том числе развитие у них конечностей.
В итоге возникают более или менее тяжелее аномалии развития конечностей, а сама амфибия начинает с трудом передвигаться.
Чтобы с этим разобраться, исследователи провели серию опытов, в которых использовали по 30 головастиков трех различных видов жаб. Оказалось, S. robusta заражает их с той же легкостью, что лягушек, вызывая при этом очень похожие аномалии развития. Однако в природе этого обычно не происходит из-за разницы во времени развития лягушек и жаб: головастики первых появляются заметно позднее.
«Наши эксперименты показали, что Strigea robusta может заражать разные амфибии, но возможность для проникновения паразитов в организм носителя зависит от сроков развития головастиков. Результаты исследования могут использоваться для понимания того, почему в каких-то водоемах у амфибий возникают аномалии, а в других — нет. Важно понимать, что это естественный процесс, а не следствия нарушения экологии в водоемах. Кроме того, нужно знать, как и почему распространяются черви-паразиты, ведь некоторые опасные виды используют в качестве носителя организм человека», — подытожил Литвинчук.