یک قارچ مرگبار عامل انقراض گسترده دوزیستان شد؛ راز بقای برخی وزغها چیست؟
چند سال پیش بود که در خبرها خواندیم بیماریهای قارچی با چه سرعتی در حال نابود کردن جمعیت دوزیستان جهان هستند. در میان تمام این کابوسهای زیستمحیطی، یک نام بیشتر از همه خودنمایی میکند: قارچ دیگچهای دوزیستان (Batrachochytrium dendrobatidis) که به اختصار آن را به عنوان قارچ کیترید میشناسند. این عامل بیماریزا تا به امروز بیش از هر بیماری عفونی دیگری در تاریخ زیستشناسی، باعث انقراض گونههای جانوری شده است.
با این حال، در ارتفاعات کوههای پیرنه، اتفاق عجیبی در حال رخ دادن است. در حالی که جمعیتهای وسیعی از وزغهای مامای معمولی در این منطقه به طور کامل از بین رفتهاند، چند گروه کوچک از آنها به شکلی معجزهآسا جان سالم به در برده و با این قاتل بیرحم همزیستی میکنند. در این پست میخواهیم ببینیم این وزغهای سرسخت چطور توانستهاند بر خلاف تمام پیشبینیهای علمی، در برابر این قارچ کشنده مقاومت کنند و به زندگی خود ادامه دهند.
قاتل خاموش دوزیستان در دریاچههای کوهستانی پیرنه
برای درک اهمیت این ماجرا، ابتدا باید با وزغ ماما (Alytes obstetricans) آشنا شویم. این موجود کوچک، رفتار تولیدمثلی بسیار عجیبی دارد؛ وزغهای نر وظیفه حمل و مراقبت از تخمهای بارورشده را روی پشت و رانهای خود بر عهده دارند تا زمانی که آماده باز شدن شوند. به همین دلیل به آنها لقب ماما دادهاند. وقتی زمان زایمان فرا میرسد، پدر مهربان تخمها را به نزدیکترین منبع آب هدایت میکند تا نوزادان وارد دنیای جدید خود شوند. در ارتفاعات کوهستان پیرنه (Pyrenees)، این دنیای جدید همان دریاچههای زلال و سرد کوهستانی است.
نزدیک به دو دهه پیش، قارچ کیترید به این دریاچهها راه پیدا کرد. تا پیش از آن، سرمای شدید منطقه و یخ زدن دریاچهها در نیمی از سال، مانع فعالیت قارچ میشد. اما با گرمایش زمین و بالا رفتن دمای آب، شرایط برای رشد قارچ فراهم شد و تراژدی بزرگی رقم خورد. این قارچ با حمله به پوست دوزیستان، مانع جذب اکسیژن و آب از طریق پوست میشود و در نهایت با ایجاد اختلال در سیستم تنفسی و الکترولیتی بدن، حیوان را به کام مرگ میکشد. با این حال، زیستشناسان متوجه شدند که جمعیتهای ساکن در چند دریاچه خاص مانند دریاچه آچریتو (Ibon de Acherito) بر خلاف همسایگان خود در دریاچه آرلت (Lac d’Arlet)، با وجود آلودگی به قارچ، همچنان زنده مانده و حتی جمعیت خود را احیا کردهاند.
سلاح بیوشیمیایی نوزادان وزغ و بلوغ زودرس سیستم ایمنی
پژوهشگران با بررسی دقیق این جمعیتهای مقاوم دریافتند که کلید این بقای شگفتانگیز در پوست آنها نهفته است. سیستم ایمنی این وزغها تفاوت مهمی با بقیه دارد؛ آنها بسیار زودتر از همنوعان خود شروع به ترشح پپتیدهای ضد میکروبی (AMPs) میکنند. این ترشحات دفاعی حتی در دوران نوزادی و قبل از دگردیسی کامل شروع میشود. از آنجا که قارچ کیترید برای بقا به کراتین نیاز دارد و کراتین فقط در پوست وزغهای بالغ یافت میشود، نوزادان معمولاً بیمار نمیشوند. اما دوره بحرانی زمانی است که نوزاد به وزغ بالغ تبدیل میشود و پوستش حاوی کراتین میگردد.
وزغهایی که از این اپیدمی جان سالم به در بردهاند، پپتیدهای محافظتی را درست در همین مرحله انتقالی و حساس تولید میکنند. این زره شیمیایی مانع از استقرار و تکثیر قارچ روی پوست تازه کراتینیزه شده حیوان میشود. بررسیها نشان داد که تنوع این پپتیدها در گونههای مقاوم بسیار فراتر از حد تصور است. محققان بیش از ۱۱۰۰ نوع پپتید مختلف را در ترشحات پوستی این وزغها شناسایی کردند که پیش از این تنها تعداد انگشتشماری از آنها برای علم شناخته شده بود. این تنوع بینظیر به وزغها اجازه میدهد تا فرمولهای دفاعی مختلفی را علیه قارچ به کار بگیرند.
چرا برخی جمعیتها این سپر دفاعی را به دست آوردهاند؟
اکنون پرسش بزرگ این است که چرا سیستم ایمنی برخی وزغها زودتر بالغ میشود و پپتیدهای بیشتری تولید میکند، در حالی که برخی دیگر در برابر قارچ بیدفاع میمانند؟ محققان حدس میزنند که عوامل محیطی نقش پررنگی در این زمینه دارند. برای مثال، حضور ماهیهای قزلآلا که دشمن طبیعی نوزادان وزغ هستند، ممکن است آنها را مجبور کند تا برای فرار از خورده شدن، سریعتر رشد کنند و دگردیسی پیدا کنند. این دگردیسی شتابزده فرصت کافی به سیستم ایمنی نمیدهد تا پپتیدهای دفاعی را به اندازه کافی توسعه دهد. در مقابل، در دریاچههای بدون ماهی یا کمخطرتر، نوزادان زمان کافی برای تقویت سیستم دفاعی خود در اختیار دارند.
این کشف نه تنها کورسوی امیدی برای نجات دوزیستان جهان از خطر نابودی کامل است، بلکه میتواند افقهای جدیدی را در پزشکی مدرن باز کند. امروزه انسانها با بحران بزرگ مقاومت آنتیبیوتیکی روبرو هستند. این پپتیدهای طبیعی که در پوست وزغها کشف شدهاند، میتوانند به عنوان الگوهایی برای طراحی داروهای ضد میکروبی جدید و قوی برای انسانها مورد استفاده قرار گیرند؛ درست همانطور که سالها پیش پنیسیلین را از دل یک قارچ کشف کردیم.
تاریخچه کشف قارچ کیترید و بحران جهانی دوزیستان
شناسایی قارچ دیگچهای دوزیستان به اواخر دهه ۱۹۹۰ میلادی بازمیگردد. زمانی که زیستشناسان در سراسر جهان متوجه کاهش ناگهانی و مرموز جمعیت قورباغهها و وزغها در مناطق بکر و دستنخورده شدند. این قارچ از طریق تجارت جهانی دوزیستان و جابجایی گونهها بین قارهها پخش شد. سرعت تخریب این بیماری به حدی بود که برخی دانشمندان آن را آخرالزمان دوزیستان نامیدند. تلاشهای زیادی برای درمان دوزیستان در محیطهای آزمایشگاهی با استفاده از داروهای ضد قارچ انجام شد، اما اعمال این روشها در طبیعت و در مقیاس بزرگ غیرممکن بود. کشف مکانیسم دفاعی خودبخودی وزغهای پیرنه، اولین نشانه واقعی از توانایی تکاملی این موجودات برای مقابله طبیعی با این بحران زیستی است.
سوءبرداشتهای رایج درباره انقراض دوزیستان و نقش انسان
یکی از تصورات اشتباه این است که تغییرات اقلیمی مستقیماً باعث مرگ دوزیستان میشود. در واقع، گرمایش زمین به طور مستقیم این موجودات را نمیکشد، بلکه شرایط دمایی محیط را برای رشد و بهینهسازی فعالیت قارچهای بیماریزا هموار میسازد. سوءبرداشت دیگر این است که گمان میرود سیستم ایمنی جانوران خونسرد بسیار ساده است و توانایی سازگاری سریع با پاتوژنهای جدید را ندارد. اما یافتههای جدید نشان میدهد که تنوع ژنتیکی و پپتیدی در پوست این موجودات بسیار پیچیدهتر از سیستمهای ایمنی بسیاری از پستانداران است و آنها پتانسیل بالایی برای پاسخهای تکاملی سریع به تهدیدات زیستی دارند.
بقای وزغهای پیرنه نشان میدهد که طبیعت همواره راهی برای تعادل پیدا میکند، هرچند که دخالتهای انسانی این مسیر را بسیار دشوار و پرهزینه کرده است.
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
مطالب مرتبط
