De hotelgasten van Valerie McKenzie kunnen alleen worden omschreven als buitengewoon onderhoudsarm.
gerelateerde inhoud
- Deze in gevangenschap gefokte kikkers worden geconfronteerd met roofdieren en de Chytrid Fungus om het in het wild te maken
- Er bestaan grotdraken - en het opslaan ervan kan de sleutel zijn tot de bescherming van drinkwater
- De race om kikkers te beschermen tegen een dodelijke ziekteverwekker krijgt een broodnodige boost
Ten eerste hebben ze elk afzonderlijke draagbare plastic eenheden nodig, die gratis worden geleverd met een adembenemend uitzicht op de Collegiate Peaks Mountains van Colorado. Tijdens de eerste helft van oktober werden ze ook getrakteerd op nauwgezet bereide, eiwitrijke dagelijkse maaltijden, een intensieve probiotische badbehandeling van twee weken en een tweewekelijks huidstaafje voor microbioomanalyse. Helaas konden de verwende beschuldigingen van McKenzie hun waardering voor de koninklijke behandeling niet uiten.
Immers, de bioloog aan de Universiteit van Colorado, Boulder had een 'pad-hotel'.
Het veldwerk dat McKenzie in oktober heeft afgerond, heeft het potentieel om miljarden levens te redden - zeker amfibieënlevens, maar mogelijk ook mensenlevens. Ze hoopt dat de probiotische behandelingen die zij en haar team deze herfst aan de padden hebben toegediend, toekomstige padden kunnen helpen om een dodelijke ziekteverwekker te bestrijden.
Al tientallen jaren worden kikkers, padden en salamanderpopulaties wereldwijd verwoest door een mysterieuze schimmelpathogeen genaamd Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). Dat is een probleem, omdat amfibieën - waarvan 40 procent wereldwijd dreigt uit te sterven - cruciaal zijn voor gezonde ecosystemen. Journalist Elizabeth Kolbert hielp deze ecologische crisis onder de aandacht van het publiek te brengen in een artikel voor de New Yorker in 2009, en later in haar Pulitzer Prize-winnende boek The Sixth Extinction .
Het is niet alleen zo dat deze amfibieën insectenpopulaties onder controle houden en als voedsel dienen voor grotere roofdieren. Ze zijn ook bijzonder gevoelig voor hun omgeving, waardoor ze 'indicatorsoorten' zijn, of dieren waarvan de gezondheid en populatieschommelingen kunnen worden gebruikt om bredere verstoring en schade van het milieu te meten. Alsof dat nog niet erg genoeg is, zijn biologen ook bezorgd over het feit dat kikkers, padden en salamanders een rol spelen bij het reguleren van muggenpopulaties, die verwoestende ziekten met zich meebrengen van West-Nijl tot Zika.
En vanuit commercieel oogpunt "verliezen we mogelijk geneesmiddelen", zegt Reid Harris, een bioloog en onderzoeker bij James Madison. Harris verwijst naar het feit dat de huidafscheidingen van kikkers op een dag een rol kunnen spelen in behandelingen voor belangrijke menselijke ziekten zoals HIV. "Zelfs één soort verliezen is onaanvaardbaar, maar we kijken uit naar het verliezen van 42 procent van de soorten, " zegt Harris. Op sommige plaatsen, voegt hij eraan toe, reageert de omgeving al op uitsterven op onvoorziene manieren. "In Panama is er een enorme uitsterving geweest en nu zie je daar veel meer algen in beken groeien", zegt hij.
"Toadhotels" voor behandelde en controlepads. (Valerie McKenzie) Het werk van McKenzie bouwt voort op onderzoek dat Harris bijna tien jaar geleden begon. In 2008 ontdekte zijn laboratorium dat J. lividum, een bacterie die van nature op de huid van veel pad- en kikkersoorten voorkomt, nuttige schimmelbestrijdende effecten had. Het leek de Bd lang genoeg af te houden zodat het immuunsysteem van de kikker kon beginnen en de klus kon klaren.
Harris voelde zich voor het eerst aangetrokken tot J. lividum nadat hij zag hoe het een diep paarse kleur kreeg toen hij in het laboratorium was, toen hij werkte met organische chemicus Kevin PC Minbiole, nu aan de Villanova University. "Telkens wanneer een kolonie een kleur produceerde, kreeg Kevin de aandacht", zegt Harris. Hij wilde het mechanisme achter de kleurverandering achterhalen.
Het bleek dat de metaboliet die die tintverandering produceerde de sleutel was: hoewel alle kikkers die hij bekeek wat J. lividum op zich hadden, bleken alleen degenen die in een J. lividum- oplossing waren gebaad de metaboliet op zich te hebben— en dat waren degenen die de blootstelling aan Bd overleefden. Alle kikkers op één na stierven.
In 2010 was Harris betrokken bij een veldproef met J. lividium die verder ging. Nadat Reid een stam van de bacteriën inheems in Californië gele bergpoten kweekte, toegepast bioloog Vance Vredenburg van de San Francisco State University de behandeling met behulp van plastic containers. De kikkers behandeld met de bacteriën waren de enige die een jaar overleefden. Maar in jaar twee at forel de hele bevolking. (De forel was in het water gevallen voor recreatief vissen.) Vredenburg heeft de resultaten nooit gepubliceerd.
De padhotels van McKenzie - een project dat haar team "Purple Rain" noemde ter nagedachtenis van Prince en ter ere van de kleur van de bacterie - betroffen ook het wassen van 150 wilde boreale padden in een probiotische oplossing van J. lividum . Ze begon met het isoleren van een inheemse stam van de bacteriën en aan te tonen dat het een beschermend effect had. De native component was de sleutel: "We willen geen microbe uit een ander deel van de wereld nemen en introduceren", legt ze uit.
In een artikel dat in september werd gepubliceerd, toonden McKenzie, Harris en verschillende andere onderzoekers aan dat het behandelen van boreale padden in gevangenschap met J. lividum geen nadelige gezondheidseffecten vertoonde en hun kans op blootstelling aan Bd met 40 procent verhoogde. Het artikel benadrukte het belang van het handhaven van een gezonde microbioomdiversiteit in dieren in gevangenschap over de hele linie - vooral omdat we de ontelbare gezondheidsgerelateerde rollen die deze bacteriën spelen nog niet begrijpen.
Het team van McKenzie was aanvankelijk van plan om in gevangenschap gefokte padden te behandelen en in het wild vrij te laten, maar een koudegolf doodde dat cohort padden. De staat Colorado vroeg het team van McKenzie om te werken met een wilde populatie metamorfoserende padden. "Ze voelden zich behoorlijk wanhopig", zegt McKenzie. "In het Collegiate Peaks-gebied waren boreale padden bloeiend en niet-geïnfecteerd tot enkele jaren geleden, toen staatsbiologen Bd op die locaties begonnen te detecteren." Boreale padden werden in 1993 in Colorado bedreigd.
Metamorfe padden uit Brown's Creek, na behandeling en bemonstering, vlak voordat ze weer in het moerasland zouden worden vrijgelaten. (Stephanie Shively) Het lab van McKenzie wacht nog steeds op de gegevens die hen zullen vertellen of J. lividum op de padden in haar padhotels bleef. Ze hoopt dat de bacteriën minstens twee weken blijven hangen. "Padden kunnen besmet raken als kikkervisjes, maar de Bd blijft meestal op hun monddelen zitten", zegt McKenzie. “Het verspreidt zich tijdens metamorfose. En tijdens metamorfose hangen de padden rond in gigantische gemeenten, dus als er één geïnfecteerd individu is, kan de infectie zich snel verspreiden. ”
Ze voegt eraan toe dat "als er een epidemie is tijdens metamorfose, het 90 procent van de individuen tenietdoet." In die gevallen sterven de jongste volwassenen uit voordat ze ooit eieren leggen. Haar team krijgt geen idee van de overlevingskansen binnen de behandelingsgroep omdat ze de padden waarmee ze experimenteerden niet hebben gemerkt om te heroveren (er waren te weinig om dat een waarschijnlijke mogelijkheid te maken). Maar als er in het voorjaar padden overleven, wordt het een groot succes.
De volgende stap zou zijn om honderden of zelfs duizenden padden te behandelen, zegt McKenzie, en deze te markeren voor herovering om beter te bepalen hoe effectief J. lividum- behandelingen zijn om padden te beschermen.
Hoewel behandelingen met J. lividum veelbelovend zijn gebleken voor boreale padden en berggeelige kikkers, zijn ze geen magische kogel. Ze helpen bijvoorbeeld niet alle soorten kikkers, zegt Matt Becker, een kikkeronderzoeker aan het Smithsonian Conservation Biology Institute. Becker zegt dat hij geen succes heeft gezien bij het behandelen van in gevangenschap levende Panamese gouden kikkers met de bacteriën. "De paarse bacteriën willen niet op hun huid plakken", zegt hij.
Er is ook het probleem van de uitrol. "Elke kikker in zijn eigen Tupperware-container, dat gaat niet echt werken", zegt Harris. In plaats daarvan zegt hij dat wetenschappers op een dag J. lividum of andere probiotische behandelingen kunnen overdragen via waterbronnen of door de behandeling in de bodem te enten. "Je kunt je scenario's voorstellen waarin je het milieu verbetert", zegt hij.
"Als we in populaties komen waar er nog maar een paar bolwerken over zijn en we gerichte behandelingen uitvoeren, kunnen ze misschien proberen te volharden" of in ieder geval nog een paar generaties overleven, zegt McKenzie. "Dat kan hen een kans geven door te blijven evolueren en zich aan te passen aan de ziekteverwekker." Met andere woorden, uiteindelijk is het doel niet om de amfibische populaties voor onbepaalde tijd te ondersteunen - maar om ze tijd te kopen.
