Mezinárodní vyšetřování odhalilo zabijáka orlů bělohlavých

Invazivní vodní rostliny se stávají živnou půdou pro smrtící sinice.

Poplachové zvony začaly zvonit, když u jezera v Arkansasu našli mrtvé desítky orlů.

Její smrt – a později smrt jiného vodního ptactva, obojživelníků a ryb – byla výsledkem neurologického onemocnění, které vedlo k tvorbě děr v bílé hmotě jejího mozku. Terénní a laboratorní výzkum trvající téměř tři desetiletí našel klíčové vodítka k vyřešení této hádanky o volně žijících živočichech: orli a vodní ptactvo se vyskytují v nádržích s příliš invazivními vodními plevely na konci podzimu a zimy a ptáci tak mohou učinit do pěti dnů od svého příchodu, aby zemřeli .

Až donedávna nebyl toxin, který způsobil onemocnění, vakuolární myelinopatie, neznámý.

Po letech identifikace nových toxických druhů modrozelených řas (sinic) a izolace toxické sloučeniny potvrdila interdisciplinární výzkumná skupina z Gruzínské univerzity a mezinárodní pracovníci strukturu tohoto toxinu. Výsledky byly nedávno publikovány v časopise Věda.

Orel bělohlavý visel na křídlech

Ovislá křídla orla bělohlavého vykazují známky mozkové infekce způsobené bakterií Aetokthonos hydrillicola, která roste na listech invazivní rostliny hydrilky v umělých jezerech. Fotografický kredit: UGA

Sinice rostou za určitých podmínek na listech invazivní vodní rostliny Hydrilla verticillata: v umělých jezerech za přítomnosti bromidu. Bakterie – a úmrtí zvířat na chorobu, kterou způsobuje – byly zdokumentovány v povodích na jihovýchodě Spojených států. Z tohoto důvodu je důležité, aby si všichni venku – rybáři, lovci, pozorovatelé ptáků a další – byli vědomi známek této neurologické infekce a vyhýbali se konzumaci infikovaných zvířat.

Rybáři musí být velmi opatrní

„Chceme, aby lidé věděli, než z těchto jezer vezmou ptáky nebo ryby,“ uvedla Susan Wilde, profesorka vědy o vodě na Warnell School of Forestry and Natural Resources, která poprvé objevila sinice. U některých zvířat, jako jsou ptáci, želvy, mloci a dokonce i bobr, se onemocnění projevuje nepravidelnými pohyby nebo křečemi. Rybáři však musí být ještě opatrnější, protože bez zjevných příznaků není možné detekovat toxiny v rybách.

“Je to těžké pro ryby.” Vyvaroval bych se jíst ryby s lézemi nebo deformacemi. Vidíme postižené ryby při nízkých rychlostech plavání, ale rybáři to neuvidí, “dodal Wilde. „Chceme, aby lidé znali jezera, kde byla tato nemoc zdokumentována, a aby při konzumaci ptáků a ryb z těchto jezer postupovali opatrně.“

Absolventi Wilde a Warnell, kteří studují sinice, sestavili mapy a seznam postižených povodí.

Hydrilla verticillata

Invazivní vodní rostlina Hydrilla verticillata se nachází v mnoha umělých jezerech na jihovýchodě. Fotografický kredit: UGA

Nejnovější studie popisuje re-mapování genomu bakterií, jeden poslední kousek skládačky, abychom pochopili, jak se vyvíjí a jak přežívá. Wilde a další studují sinice od roku 2001, kdy v Gruzii, Jižní Karolíně a Severní Karolíně začali umírat orly bělohlavé. V následujících desetiletích byly objeveny samotné sinice Aetokthonos hydrillicola (latinsky „zabiják orlů, který roste na hydrilce“) a byly vytvořeny vazby mezi invazivní vodní rostlinou a zvířaty, která je konzumují.

Až donedávna byl původ choroby decimující mozek záhadou, uvedl profesor Timo Niedermeyer z Farmaceutického ústavu Univerzity Martina Luthera v Halle-Wittenberg v Německu.

Niedermeyer, který roky pracuje s přírodními produkty ze sinic, chtěl pomoci dát tyto součásti dohromady. Kontaktoval Wildeho a nabídl mu spolupráci. Vzorky Hydrilla shromážděné v terénu mu byly odeslány a jeho laboratoř kultivovala sinice v laboratoři a poslala je zpět na UGA k dalšímu testování. Testy však byly negativní: cyanobakterie z laboratoře toto onemocnění nevyvolaly.

“Nejen ptáci se zbláznili, byli jsme i my.” Chtěli jsme to zjistit, “řekl Niedermeyer. Znovu nechal kolonizovat listy papíru, které mu zaslalo UGA.

Aetokthonos hydrillicola

Obrázek Aetokthonos hydrillicola z epifluorescenční mikroskopie. Zatímco sinice jsou pod běžným mikroskopem prakticky nedetekovatelné, díky osvětlenému fluorescenčnímu záření pigmenty sinic září a ukazují jejich jedinečný tvar peří. Fotografický kredit: UGA

Velkolepá struktura

Steffen Breinlinger, doktorand ve své výzkumné skupině, poté pomocí nového zobrazovacího hmotnostního spektrometru zkoumal složení na povrchu listu rostliny, molekulu po molekule. Objevil novou látku, která se vyskytuje pouze na listech, na nichž sinice rostou, ale v kulturách sinic se nevyrábí. Jeho výzkumy chemické struktury izolované molekuly odhalily pět atomů bromu.

„Struktura je opravdu velkolepá,“ řekl Breinlinger. Vlastnosti jsou neobvyklé pro molekulu produkovanou sinicemi a poskytují vysvětlení, proč se toxin netvořil za laboratorních podmínek, kde nebyl přítomen bromid. „Poté jsme do našich laboratorních kultur přidali bromid a sinice začaly produkovat toxin.“

Po téměř deseti letech testování izolované molekuly a spolupráci mezi laboratořemi v Německu a Gruzii měli svůj důkaz: molekula spouští vakuolární myelinopatii. Vědci nazývají jejich objev aetocthonotoxin, „jed, který zabíjí orla“.

„Nakonec jsme zabijáka nejen chytili, ale také identifikovali zbraň, kterou sinice použili k zabíjení těchto orlů,“ řekl Wilde.

Neurologické onemocnění se v Evropě dosud neobjevilo a nebyl hlášen žádný případ sinic produkujících toxiny. Dosud není známo, že by vakuolární myelinopatie ovlivňovala člověka, i když studie úspěšně ovlivnila toxiny u kuřat a Wilde na tuto chorobu nadále testuje ryby a vodní ptactvo, například kachny a lysky.

Další informace o tomto výzkumu najdete v části Tajemný zabiják orlů bělohlavých konečně identifikován.

Odkaz: „Hon na zabijáka orla: Cyanobakteriální neurotoxin způsobuje vakuolární myelinopatii“ autorů Steffen Breinlinger, Tabitha J. Phillips, Brigette N. Haram, Jan Mare, José A. Martínez Yerena, Pavel Hrouzek, Roman Sobotka, W. Matthew Henderson, Peter Schmieder, Susan M. Williams, James D. Lauderdale, H. Dayton Wilde, Wesley Gerrin, Andreja Kust, John W. Washington, Christoph Wagner, Benedikt Geier, Manuel Liebeke, Heike Enke, Timo HJ Niedermeyer a Susan B. Wilde, 26. března 2021, Věda.
DOI: 10.1126 / science.aax9050

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Sledujte teplo a hledejte stopy k planetární evoluci

Kosmická loď NASA Galileo zachytila ​​Jupiterův měsíc Io, třetí největší satelit na Zemi, podstupující sopečnou erupci. Zkroucená oběžná dráha Io ji vrhá do neustálého...

Viry bez chřipky mají onemocnění podobné chřipce a úmrtnost

Non-chřipkové respirační virové infekce (NIRV) jsou spojeny s chřipkovými chorobami a úmrtností u hospitalizovaných dospělých, podle nové studie v CMAJ (Journal of Canadian Medical...

V období křídy se Severní Amerikou potulovalo 2,5 miliardy T. Rexes

Analýza toho, co je o dinosaurovi známo, vede k závěru, že jich bylo v průběhu času 2,5 miliardy. Jako mnoho Tyrannosaurů se Rexes potuloval v...

Vědci vizualizují pohyb vírů v kvantové supratekuté turbulenci

Obrázek ukazuje kvantové vírové trubice, které podléhají zjevné superdifúzi. Bílé tečky představují zachycené částice, které vědci sledovali, aby vizualizovali a sledovali pohyb trubic,...

Nový nástroj Deep Learning AI může způsobit revoluci v mikroskopu

Obrázek ukazuje, jak se neurální síť používá k získání zajímavých informací z obrazu mikroskopu. Půjčka: Aykut Argun Nástroj AI vyvinutý na univerzitě v Göteborgu...

Newsletter

Subscribe to stay updated.