Od sauna za žabe do ljekovitih kupki: Znanstvenici se bore protiv globalne pošasti

One su dio eksperimenta koji vodi Anthony Waddle, istraživač sa Sveučilišta Macquarie u Sydneyu, koji je osmislio ovaj inovativni pristup kako bi ih zaštitio od smrtonosne bolesti vodozemaca, piše CNN.

Waddle, biolog rođen u SAD-u, nije došao u Australiju zbog njezinih zadivljujućih obala ili jedinstvenih tobolčara — preselio se zbog sitnog, sluzavog, suncu sklonog stvorenja koje živi u slatkovodnim staništima jugoistoka — zelene i zlatne zvonarke.

S izbočenim očima, zadebljalim prstima i živopisno obojenom kožom koja odgovara njihovu imenu, ove su domaće žabe jedni od najupečatljivijih vodozemaca u zemlji, ali i jedna od najugroženijih vrsta.

Tijekom posljednja tri desetljeća populacije zelene i zlatne zvonarke u Novom Južnom Walesu — nekoć njihovu uporištu — smanjile su se na samo 10% svoje povijesne razine.

"Chytrid jede njihovu kožu“

Iako su gubitak staništa i klimatske promjene pridonijeli njihovu padu, glavni uzrok bio je chytrid — drevna gljiva koja se pretvorila u suvremenog ubojicu.

Oblik odgovoran za pad populacije zelene i zlatne zvonarke, kao i za masovna izumiranja vodozemaca u posljednjih pola stoljeća, znanstveno je poznat kao Batrachochytrium dendrobatidis. Ovaj vodom prenosiv patogen uzrokuje vrlo zaraznu i često smrtonosnu bolest nazvanu hitridiomikoza, koja pogađa žabe, krastače i daždevnjake.

„Gljiva chytrid privlači njihovu kožu, pričvršćuje se za nju i razgrađuje zaštitnu barijeru kože“, rekao je Waddle. Pojednostavljeno, „chytrid jede njihovu kožu“.

Kod vodozemaca koža je više od zaštitnog sloja — ključna je za disanje, upijanje vode i druge regulatorne procese. Kada su te funkcije poremećene, dolazi do opterećenja srca, što može završiti srčanim zastojem.

„Ovo je najgora bolest koja je ikada pogodila bioraznolikost, a većina ljudi ni ne zna da postoji“, rekao je Waddle za CNN.

Zagrijavanje

Waddle je posvetio život spašavanju vrsta ugroženih ovom gljivom. Godine 2016. započeo je rad u laboratoriju razvijajući cjepivo protiv bolesti kod leopard žaba na zapadu SAD-a.

Stvorio je oslabljeni oblik chytrida koji su žabe mogle lako nadvladati te je otkrio da se može širiti s jedne žabe na drugu bez izazivanja bolesti — djelujući kao prenosivo cjepivo koje jača otpornost i povećava preživljavanje pri kasnijem izlaganju.

Zatim je usmjerio pozornost na to kako temperatura utječe na dinamiku bolesti. Na različitim kontinentima izbijanja chytrida prate sezonski obrazac — pustoše populacije žaba tijekom hladnih zima, a povlače se u toplijim mjesecima, što upućuje na to da gljiva uspijeva u hladnijem vremenu.

To je Waddla navelo na pitanje: „Ako bi žabe imale pristup višim temperaturama, bi li se mogle oporaviti?“

Riječ je o relativno jeftinom rješenju, Waddle objavio jednostavan vodič

Godine 2020. počeo je graditi male žablje saune koristeći složene zidane cigle prekrivene jednostavnim staklenim konstrukcijama koje se zagrijavaju na suncu. Skloništa su brzo postala popularna među zelenim i zlatnim zvonarkama, koje prirodno privlači toplina.

Otkrio je da, kada tjelesna temperatura žaba dosegne oko 30 stupnjeva Celzija (86°F) — prag koji chytrid ne podnosi — mnoge se uspiju riješiti infekcije.

Kao kontrolnu mjeru, Waddle je smjestio žabe i u zasjenjene, hladnije strukture. Žabe koje su imale pristup toplim skloništima zagrijale su se i brzo očistile od gljive, dok one u hladnijim nastambama nisu, zaključuje studija objavljena u časopisu Nature.

Waddle kaže da metoda sauna također pomaže u izgradnji imuniteta. „Otkrili smo da su žabe kojima je infekcija izliječena toplinom imale 23 puta veću vjerojatnost da prežive ponovnu infekciju“, rekao je za CNN, dodajući: „Ponovno se zaraze, ali po vrlo niskim stopama.“

Kako bi imale značajan učinak, ove bi se saune morale široko postaviti diljem staništa vrste. Riječ je o relativno jeftinom rješenju, a Waddle je objavio jednostavan vodič kako bi ljudi mogli sami izraditi takve konstrukcije.

No, saune neće funkcionirati u svim klimama niti za sve vrste, napominje Waddle. Primjerice, povećanje tjelesne temperature ugrožene australske korobori žabe — vrste koja živi u alpskim područjima — bilo bi smrtonosno.

Najsmrtonosnija bolest kralježnjaka

Žabe su preživjele četiri masovna izumiranja, više puta evoluirajući kako bi opstale na promjenjivom planetu. No sada, suočene s brzo širećom gljivičnom pandemijom koja je postala najrazornija zarazna bolest u povijesti kralježnjaka — prema retrospektivnoj studiji iz 2019. — istraživači poput Waddla kažu da im je potrebna naša pomoć.

Prva velika izumiranja vodozemaca koja su znanstvenici povezali s chytridom vjerojatno su započela 1970-ih, no trebalo je više od dva desetljeća da se utvrdi kako je upravo ta gljiva uzrok.

Razdvojiti ulogu chytrida od drugih okolišnih pritisaka teško je, no procjenjuje se da je gljiva globalno dovela do izumiranja oko 90 vrsta te gurnula više od 500 drugih u pad brojnosti.

Jednom kada uđe u ekosustav, chytrid postaje njegov dio i ne može se iskorijeniti. Pronađen je na svakom kontinentu na kojem žive vodozemci, rekla je Bree Rosenblum, evolucijska biologinja i profesorica na Sveučilištu Kalifornija u Berkeleyju.

Ova bolest pogađa skupinu koja je već u krizi: „Vodozemci su jedna od najugroženijih skupina životinja na našem planetu; više od trećine vodozemaca smatra se ugroženima“, rekla je Rosenblum za CNN.

Njihov nestanak mogao bi izazvati lančane reakcije koje bi pogodile bezbroj drugih vrsta

Budući da zauzimaju ključnu srednju razinu u hranidbenom lancu, njihov nestanak mogao bi izazvati lančane reakcije koje bi pogodile bezbroj drugih vrsta.

Oni su i prirodna kontrola štetnika, primjerice hrane se komarcima koji prenose bolesti poput malarije i virusa Zapadnog Nila.

„Kad počnete uklanjati vrste iz ekosustava, to ima kaskadne, katastrofalne učinke“, rekla je.

Prije više od dva desetljeća Rosenblum je počela istraživati podrijetlo i širenje chytrida koristeći genetske alate za rekonstrukciju evolucijskog stabla gljive. Njezino je istraživanje pokazalo da chytrid nije jedan napadač, već skup linija koje su evoluirale u različitim dijelovima svijeta i kasnije se proširile globalno — vjerojatno putem trgovine divljim životinjama i ljudskog kretanja.

„Možemo rekonstruirati koliko god možemo s našim genetskim podacima, ali nešto se promijenilo u posljednjim desetljećima do stotinama godina što ju je učinilo mnogo smrtonosnijom“, rekla je. „Veliko je pitanje je li se promijenila sama gljiva ili su se promijenile i žabe, pa su zbog drugih okolišnih stresora postale manje sposobne boriti se protiv nje.“

Vjeruje da su usporavanje širenja bolesti kroz trgovinu divljim životinjama te smanjenje pritisaka poput uništavanja staništa i zagađenja ključni koraci u zaustavljanju krize izumiranja vodozemaca.

No „vjerojatno je najvažnije kupiti vodozemcima vrijeme“, rekla je. „Dugoročno rješenje je evolucija, kako bi se mogli prilagoditi i izgraditi prirodni imunitet.“

Kupka kao terapija

U planinama Cascade u sjevernoj Kaliforniji, mlade žabe leže ispruženih nogu u plitkim kupkama — skupina neobičnih pacijenata u borbi za opstanak.

To su kaskadske žabe. Endemične su za sjeverozapad Pacifika i žive u visokoplaninskim jezerima i livadama od sjeverne Kalifornije do Britanske Kolumbije u Kanadi.

Nestaju s tog područja, osobito s južnog dijela rasprostranjenosti, rekao je dr. Jonah Piovia-Scott, izvanredni profesor bioloških znanosti na Sveučilištu Washington State.

„Isprva sam proučavao utjecaj unesenih pastrva na ove žabe, a onda smo shvatili da se događa još nešto“, rekao je za CNN — „i ispostavilo se da je to chytrid.“

Godine 2012. njegov tim testirao je kupke s razrijeđenim itrakonazolom, uobičajenim antifungalnim lijekom, i utvrdio da smanjuju infekcije te povećavaju preživljavanje u divljim populacijama mladih žaba — životnom stadiju najosjetljivijem na smrtnost povezanu s bolešću.

U studiji objavljenoj 2022. otkrili su da su tretirane žabe imale četiri puta veću vjerojatnost preživjeti prvu zimu — ključnu prepreku za mlade žabe; one koje je prežive znatno će vjerojatnije doživjeti odraslu dob i razmnožavati se.

Iako su antifungalne kupke vrijedan i skalabilan alat, Piovia-Scott naglašava da su kratkoročno „flaster“ rješenje.

Umjesto toga, tretman najbolje djeluje u kombinaciji s drugim strategijama, poput preseljenja — vraćanja žaba u njihova nekadašnja staništa kako bi se ponovno uspostavile populacije.

Konačni je cilj održati populacije dovoljno dugo da se razvije prirodna otpornost — što se već događa.

Budućnost za žabe

Za Rosenblum, Waddla i Pioviu-Scotta dugoročni je cilj doći do točke u kojoj žabe mogu preživjeti same — bez stalne ljudske intervencije.

Za Waddla bi takva buduća otpornost mogla ležati u sintetskoj biologiji — genetskom osnaživanju žaba kako bi postale otporne na chytrid.

Znanstvenici još uvijek ne razumiju u potpunosti kako se neke žabe prirodno bore protiv chytrida, no Waddle kaže da određeni vodozemci proizvode protutijela u koži koja mogu ubiti gljivu.

Sada ispituje mogu li se ranjivim vrstama dati iste prirodne obrane pomoću genetskog uređivanja, naglašavajući da je istraživanje u ranoj fazi i da mu se mora pristupiti s krajnjim oprezom.

Prošlog listopada Međunarodna unija za očuvanje prirode (IUCN) usvojila je svoju prvu globalnu politiku o sintetskoj biologiji, priznajući da bi ona mogla igrati ulogu u očuvanju prirode, uz naglasak na pažljivoj procjeni rizika i koristi od slučaja do slučaja.

Zaštita bioraznolikosti nije samo očuvanje ekosustava

Za neke vrste možda će biti dovoljni manje radikalni alati, priznaje Waddle, ali za vodozemce koji ne reagiraju na klasične mjere očuvanja i nalaze se na rubu izumiranja, on vidi malo alternativa.

Zaštita bioraznolikosti nije samo očuvanje ekosustava, dodaje. „Žabe u svojoj koži imaju tisuće spojeva s moćnim antibakterijskim svojstvima, a tek počinjemo shvaćati njihov potencijal.“

U vrijeme kada otpornost na antibiotike postaje globalna kriza, ti bi spojevi mogli biti važni ne samo za žabe, već i za ljudsku medicinu.

Znanstvenici su već vidjeli naznake tog potencijala: protein pronađen kod žaba u južnoj Indiji pokazao je zaštitu miševa od gripe, sprječavajući infekciju prije nego što se razvije.

Za Rosenblum nada ne leži u jednom alatu ili tehnologiji, već u globalnom naporu zaštite vodozemaca.

„Svijet prekrivaju te suradničke mreže ljudi kojima je dovoljno stalo da budu domišljati u korist drugih vrsta na našem planetu“, rekla je. Ta mreža brige, vjeruje ona, može započeti bilo gdje: „Kad bi svatko od nas mario za barem jednu stvar izvan sebe, mogli bismo iznova i iznova zaštititi stablo života.“