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為了治療可怕的真菌感染,青蛙們開始蒸桑拿:美膚養顏,強身健體

2024-09-03科學

讓許多青蛙慘死、讓世界各地的科學家們頭疼多年的 蛙壺菌 ,現在終於遇到了一些不好應付的情況—— 感染了的青蛙竟然能躲進桑拿房,在這裏,青蛙不但成功抵抗了感染,還獲得了免疫力

青蛙的桑拿房、溫室、ICU、疫苗接種室?圖片來源:Anthony Waddle

當蛙壺菌(Bd)釋放了孢子,遊離孢子開始在水中自由遊動時,青蛙就很容易成為這些孢子的宿主。 孢子會進入青蛙的皮膚,並迅速繁殖 。感染了蛙壺菌之後,患病的青蛙會出現 皮膚脫落、嗜睡、遇到危險也不逃跑、體內水和電解質失衡等癥狀

雖然壺菌病看著像青蛙的皮膚病,但由於兩棲動物的皮膚也負責部份呼吸以及調節水和電解質,病重青蛙的皮膚最終會停止工作,導致青蛙因為心臟衰竭而死。

得了壺菌病死掉的青蛙,圖片來源:cisr.ucr.edu

蛙壺菌具有高度傳染性,並伴隨著國際兩棲動物貿易席卷全球 。據估計,這種真菌已導致500多種青蛙的數量變少,其中還有多達90種已被推定為已經滅絕。 2010年,中國研究人員首次在雲南幾個地方的青蛙身上發現了壺菌 ,並擔心中國兩棲動物的多樣性也會受到嚴重威脅。

一旦傳播到新的環境,蛙壺菌很可能會成為該生態系的永久組成部份,人們無法將其從野外環境中根除。 一直以來, 壺菌病對生物多樣性的巨大威脅讓科學家們非常無奈

到目前為止,保護有著嚴重感染的青蛙最有效的方法是 圈養它們,用抗真菌藥物來治療感染 。但要想對抗肆虐的壺菌病,這種辦法杯水車薪。

患壺菌病的青蛙接受伊曲康唑(一種抗真菌藥物)藥浴,圖片來源:Brian Gratwicke

不過,在今年6月釋出的一項研究中,澳洲的研究人員測試了一種簡單且低廉的方法,並成功幫助了一些青蛙對抗感染。而這個在同行之間引起熱議的辦法—— 在寒冷的冬天,給青蛙們建造一些簡易的「桑拿房」,讓它們的身體暖和起來

之前的研究發現,盡管蛙壺菌具有致命性,但它們其實非常脆弱——喜歡涼爽、潮濕的地方, 但在大約28℃以上的環境中就無法很好地生長 。這也是為什麽有些地區的壺菌病有明顯的季節性,即在夏季高溫環境中,感染仿佛消失了,但一到較冷的月份,這種真菌就會卷土重來,肆虐整個青蛙族群,有點像人類的季節性流感。

在患病的巴拿馬金蛙身上,箭頭處可見兩個含有大量遊離孢子的孢子囊。圖片來源:Daszak P, Berger L, Cunningham A, Hyatt A, Green D, Speare R.

正是基於這個特征,澳洲麥考瑞大學的保護生物學家安東尼·沃德爾 (Anthony Waddle)和同事們開始思考, 能否不移動青蛙,而是透過改變環境來對付感染 。於是,大家找了一些澳洲東部過去很常見的綠紋樹蛙來參與實驗。自從蛙壺菌傳入澳洲,綠紋樹蛙的數量急劇下降,目前是易危物種。

在實驗室中,研究人員發現, 調節體溫是青蛙對抗真菌感染的一種特別有效的方法 —— 當青蛙感染了壺菌之後,它們更喜歡30°C的溫度 ,而且這些青蛙的病情比那些待在19°C(蛙壺菌喜歡的溫度)環境中的青蛙要輕。總的來說,可以選擇自己最喜歡的溫度的那組青蛙很快就清除了感染,被置於固定的溫暖溫度下的那組青蛙也清除了感染,但需要的時間更長, 而低溫對照組則沒能清除感染

實驗還發現,清除了感染的青蛙之後,在有利於真菌生長的涼爽環境中,也能夠更好地抵抗感染。換句話說, 去桑拿房待著竟然還有類似打了疫苗的效果

壺菌在28°C 以上的溫度下難以生長,而較高的溫度似乎也會啟用青蛙的免疫系統。圖片來源:Anthony Waddle

接著,研究人員又在外面的自然環境中進行實驗。這次參與研究的青蛙有200多只,其中一半在前一周都感染了壺菌。它們都被放在一個個溫室裏,有些溫室有遮光布,內部溫度會更低一些。

實驗發現, 患病的青蛙似乎更喜歡待在沒有被遮蔽的、陽光充裕的地方,這裏的溫室在陽光的照耀下會升溫,內部就產生了桑拿房的效果 。青蛙們小小的身體暖和了之後,便能迅速抵抗感染。

使用桑拿房並存活下來的青蛙仿佛接種了疫苗,圖片來源:Declan Bowring

這些青蛙桑拿房其實是 一個被太陽照射後會升溫的磚砌溫室 。建造材料只需要帶孔的黏土磚、黑漆和電纜紮帶,以及一個可以放置桑拿房的小溫室。研究人員表示, 青蛙桑拿房在悉尼這樣冬天比較冷的地方效果最好 。目前,他們已經在悉尼奧林匹克公園建造了一些青蛙桑拿房,該地區有著現存最大的綠紋樹蛙族群之一。

但在一些更冷的地區,這一招可能就無效,因為這些桑拿房即便被陽光直射也無法變得足夠溫暖

和研發抗真菌藥物相比,青蛙桑拿房是一種非常簡易低廉的辦法,澳洲的研究人員推測這或許也能幫助其他兩棲動物物種抵抗壺菌感染。他們也計劃為其他物種建造一些「青蛙桑拿房」,特別是那些生活在溫暖氣候中的青蛙。

研究人員估計,這個辦法可能會幫到至少六種澳洲物種。圖片來源:參考資料[3]

不過,對此,也有兩棲動物生物學家表示, 並不是所有物種都能從溫暖的藏身處中受益。一些被壺菌感染的物種(例如巴拿馬金蛙) 可能不喜歡桑拿房, 反而喜歡較涼爽的環境 。巴拿馬金蛙和澳洲的綠紋樹蛙不同,它們在較高的溫度中反而更容易感染壺菌。

兩棲動物的種類很多,目前還沒有一種方法適用於所有物種,但是,如果青蛙桑拿房能夠對一兩種受威脅或瀕臨滅絕的青蛙有幫助,那麽它就是一個好桑拿房。

青蛙有很多很多作用,例如它們會吃掉可在人類之間傳播疾病的蚊子,並且是科學研究中不可或缺的實驗動物,此外它們也是許多掠食動物(包括人類)的食物……圖片來源:pspingpong

轉載自:把科學帶回家