Forscher untersuchen die Ursprünge der Schlangenpilzkrankheit in den USA

Obwohl die Schlangenpilzkrankheit (SFD) erst kürzlich als Problem in der Wildtierökologie erkannt wurde, gibt sie in den USA zunehmend Anlass zur Sorge, mit Parallelen zu anderen bekannteren Wildpilzkrankheiten wie dem Weißnasensyndrom bei Fledermäusen. SFD kann für Schlangen tödlich sein und stört sogar in leichteren Fällen die Fähigkeit eines Tieres, normale biologische Funktionen wie Winterschlaf, Fressen und das Vermeiden von Raubtieren auszuführen.

Um SFD besser zu verstehen, führte ein Forscherteam, darunter Assistenzprofessor Jason Ladner vom Pathogen and Microbiome Institute der Northern Arizona University, eine genetische Studie des Pathogens durch, die kürzlich in veröffentlicht wurde PLOS-Biologie„Die Populationsgenetik des Erregers der Schlangenpilzkrankheit weist auf kürzlich erfolgte Einschleppungen in die USA hin.“

Zusammenarbeit mit dem Co-Autor der Studie, Jeff Lorch vom US Geological Survey (USGS) und anderen Wissenschaftlern des USGS, des Genencor Technology Center, der University of California-Riverside, der Stetson University, des Institute of Zoology, der University of Kentucky und des Holyoke Community College , war Ladners Ziel festzustellen, ob SFD aus den USA stammt oder von außerhalb des Landes eingeführt wurde, was eine historische Grundlage für seine Entstehung liefern könnte – und letztendlich das Management der Krankheit informieren könnte.

„Die Schlangenpilzkrankheit wurde erstmals um 2008 in den USA anerkannt. Es gab zufällig eine gut untersuchte Population von Klapperschlangen in Illinois, die anfing, an einigen sehr schweren Pilzinfektionen zu erkranken. Die Leute fragten: ‚OK, was ist das Ding? Wo ist es? Was ist los? Ist das ein neu auftretender Pilzerreger oder nicht?‘ Was sie schließlich herausfanden, war, dass es bereits fast überall war, zumindest in der östlichen Hälfte der USA“, sagte Ladner.

Obwohl SFD anscheinend nicht so tödlich ist wie andere Pilzkrankheiten bei Wildtieren, ist es immer noch eine besorgniserregende Bedrohung für Tiere, die einen wichtigen Teil des Ökosystems darstellen. „Wir sind sehr besorgt, nicht nur über den Effekt von SFD, den Bevölkerungsrückgang voranzutreiben, sondern auch als Faktor, der zu vielen anderen Bedrohungen beiträgt, denen Schlangen bereits ausgesetzt sind, wie die Zerstörung von Lebensräumen oder die Übersammlung für den Heimtierhandel“, sagte Lorch.

Das Verständnis von Wildtierkrankheiten ist von entscheidender Bedeutung, sowohl im Zusammenhang mit der Gesundheit von Ökosystemen als auch in Bezug auf ihre potenziellen Auswirkungen auf den Menschen. „Ich interessiere mich sehr für Wildtierkrankheiten, auch weil Wildtiere als wichtige Reservoire für Krankheiten dienen, die möglicherweise beim Menschen auftreten könnten; SARS-Coronavirus-2 ist ein großartiges Beispiel dafür. Wenn wir auf die nächste aufkommende Infektionskrankheit vorbereitet sein wollen Krankheit beim Menschen, müssen wir die derzeit in Wildtierpopulationen zirkulierenden Krankheitserreger besser verstehen, die möglicherweise auf den Menschen übertragen werden können“, sagte Ladner.

Die Studie zeigte jedoch einzigartige Schwierigkeiten. „Für Schlangen gibt es fast keine langfristigen Populationstrenddaten, besonders wenn wir Schlangen mit Tieren wie Fledermäusen vergleichen, die unter dem Weißnasen-Syndrom leiden“, sagte Lorch. „In vielen Staaten existieren historische Daten über Fledermauspopulationen, weil sie im Allgemeinen nicht so schwer zu überwachen sind wie einige andere Arten von Wildtieren.“

Schlangen dagegen „sind ziemlich geheimnisvolle Tiere. Sie sind etwas, das man wahrscheinlich nicht routinemäßig in der Landschaft sieht, es sei denn, man sucht nach ihnen“, erklärt Lorch. Ohne eine große Anzahl historischer Daten über nordamerikanische Schlangenpopulationen „ist es schwierig zu sagen, was Schlangenpopulationen taten, bevor SFD bemerkt wurde. Langfristige Trends sind wirklich schwer zu entziffern.“

Vor Beginn der Forschung hatte das Team zwei Hypothesen darüber, wie die Krankheit in den USA entstanden ist: „Eine Hypothese war, dass der Pilz, der diese Krankheit verursacht, möglicherweise erst vor kurzem in die USA eingeschleppt wurde und sich dann vielleicht in den letzten Jahrzehnten ausgebreitet hat 100 Jahre. Die Alternativhypothese war, dass dieser Erreger schon lange hier ist und im Wesentlichen in den USA beheimatet ist; vielleicht ist er seit Tausenden von Jahren hier und hat sich mit diesen Schlangenpopulationen gemeinsam entwickelt. Im letzteren Fall vielleicht Es scheint einfach aufzutauchen, weil wir jetzt danach suchen, oder es gab irgendeine Art von Umweltveränderung, vielleicht etwas, das mit dem Klimawandel zusammenhängt, was zu einer Zunahme der Fallzahlen führt, obwohl dieser Erreger schon immer da war zusammen“, sagte Ladner.

Um die Entwicklung der Krankheit zu verfolgen, erstellten Ladner und Lorch einen „Stammbaum“ für Stämme des Pilzes, der SFD verursacht, der in den USA gefunden wurde Erreger, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie lange er schon da ist und wie er sich im Laufe der Zeit verändert hat“, sagt Lorch.

Das Studium der Genetik von SFD lieferte dem Team eine Spur Brotkrümel, enthüllte mehr über seine Geschichte und warf Licht auf SFD-Fälle in den USA , macht die Polymerase (das Molekül, das die neue Kopie herstellt) manchmal Fehler. Diese Fehler führen zu Mutationen. Und dann werden diese Mutationen über die Generationen weitergegeben. Wenn wir uns diese verschiedenen Mutationen in der Bevölkerung ansehen, können wir verstehen, wie lange sie sicher sind Abstammungslinien existierten und haben eine Vorstellung davon, wie die verschiedenen Stämme miteinander verwandt sind. Und das kann uns etwas darüber sagen, wie lange SFD schon hier ist“, sagte Ladner.

Nachdem das Team Proben von verschiedenen SFD-betroffenen Schlangen genommen hatte, führte es genetische Sequenzierungen an 82 Stämmen des Pilzes durch. Dazu gehörten SFD-Stämme, die aus Wildschlangen in den USA und Europa isoliert wurden, sowie aus in Gefangenschaft gehaltenen Schlangen aus drei verschiedenen Kontinenten. Basierend auf den genetischen Ähnlichkeiten und Unterschieden zwischen den Stämmen konnte das Team die Evolutionsgeschichte dieses Pilzes teilweise rekonstruieren. „In den USA haben wir festgestellt, dass mehrere unterschiedliche Abstammungslinien dieses Pilzes zirkulieren, aber es fehlt an Zwischenprodukten zwischen diesen Abstammungslinien, die zu erwarten wären, wenn sie aus den USA stammen. Aus diesem Grund glauben wir, dass es wahrscheinlich mehrere gab die jüngsten Einschleppungen dieses Pilzes in die USA und dass eine nicht beprobte Population irgendwo anders auf der Welt als Quelle diente“, sagte Ladner.

Diese Beweise ermöglichten es dem Team, Schlussfolgerungen darüber zu ziehen, wie SFD in Amerika ankam. „Es deutet darauf hin, dass dieser Pilz durch anthropogene Mittel in die Vereinigten Staaten eingeführt wurde – Menschen, die diese Schlangen herumbewegten. Der wahrscheinlichste Schuldige ist der Handel mit in Gefangenschaft gehaltenen Schlangen als Haustiere: Die verschiedenen klonalen Linien, die wir in den USA sehen, sehen wir auch vertreten in Populationen von in Gefangenschaft gehaltenen Schlangen“, sagte Ladner.

Die Studie bietet Leitlinien für das zukünftige Management von SFD in den USA sowie ein besseres Verständnis dafür, wie es eingeführt wurde. „Wenn wir die sehr frühe Einführung von SFD erwischt hätten, dann können Sie sich vorstellen, zu versuchen, die Ausbreitung der Krankheit in den USA zu stoppen und sie möglicherweise sogar auszurotten. Ich halte das zum jetzigen Zeitpunkt für unwahrscheinlich, wenn man bedenkt, wie weit verbreitet sie ist Ich denke, es ist immer noch hilfreich, den Mechanismus für die Einführung von SFD besser zu verstehen, da es immer noch das Potenzial für neue Einführungen verschiedener Stämme aus diesen Ausgangspopulationen gibt, wenn wir wissen, dass dieser Pilz in den letzten Jahrzehnten mehrmals durch das in Gefangenschaft gehaltene Tier eingeführt wurde Handel, dann weitere Beschränkungen und Kontrollen und Tierversuche in diesem Prozess könnten wichtig sein, um eine weitere Ausbreitung zu verhindern“, sagte Ladner.

Obwohl ihre Arbeit kritische Einblicke in SFD, seine Behandlung und Bewegung in den USA bietet, betonen beide Wissenschaftler die Notwendigkeit weiterer Forschung. „Ich hoffe, dass diese Studie das Bewusstsein für die Krankheit stärkt. Ich denke, SFD verdient mehr Aufmerksamkeit“, sagte Lorch.

Es muss noch mehr Arbeit geleistet werden, um die Auswirkungen von SFD auf das Ökosystem, die Population und die Arten zu bewerten. „Die umfassendere Frage ‚Welche Auswirkungen wird dieser Pilzerreger auf diese Schlangenpopulationen haben?‘ ist eine sehr offene Frage und bedarf weiterer Forschung“, sagte Ladner.