Ученые из Смитсоновского национального зоопарка обнаружили в Вашингтоне два новых вида малярии. Ранее не было известно о том, что у американских млекопитающих был обнаружен тип эндемической малярии. Вновь обнаруженные штаммы, по-видимому, избирательно адаптированы к белохвостому оленю и могут присутствовать у 25 процентов белохвостых по всей территории Соединенных Штатов. Они вряд ли повлияют на здоровье человека.
Обнаружение, описанное на этой неделе в журнале Science Advances, было несчастным случаем, вызванным исследованием по поиску птичьей малярии, которая, как известно, происходит в Соединенных Штатах.
«Что мы делали, так это ловили и проверяли комаров из Смитсоновского национального зоопарка в рамках проекта по птицам», - говорит Эллен Мартинсен, ведущий автор статьи и научный сотрудник Центра по сохранению и эволюционной генетике при зоопарке. «И мы наткнулись на ДНК, которую мы не поняли», - говорит она. «К счастью, один из комаров был полон крови, поэтому мы провели сканирование генов позвоночных и обнаружили, что этот паразит питался оленем с белым хвостом. И мы знали, что это было что-то странное.
Малярия вызвана инфекцией паразитических одноклеточных организмов из рода Plasmodium . В мире насчитывается около 200 видов, но среди млекопитающих, найденных в Северной и Южной Америке, не было известно ни о какой форме малярии. В 1967 году в Техасе был обнаружен только один плохо изученный образец оленя с малярией. Все формы малярии зависят от двух хозяев, чтобы завершить свой жизненный цикл; летающее насекомое и позвоночное животное.
Ученые из Смитсоновского института биологии охраны природы, анализируя комаров, собранных в световых ловушках вокруг птичьего дома зоопарка, обнаружили несколько комаров с необычными последовательностями ДНК паразитов и определили, что малярийный паразит уникален для белохвостых оленей и широко распространен в их популяциях на Восточном побережье. (Эллен Мартинсен, Смитсоновский институт природоохранной биологии) Белохвостый олень, возможно, является наиболее изученным видом дикой природы в Северной Америке. Его популярность в качестве жертвы для охотников за людьми долгое время означала, что она стимулирует продажи охотничьих лицензий, которые, в свою очередь, обеспечивают большую часть финансирования программ по сохранению в рамках Североамериканской модели охраны дикой природы.
Это привело к тому, что как некоммерческие организации, так и государственные агентства по охране дикой природы посвятили много научных ресурсов мониторингу популяций белых хвостов на наличие признаков заболевания. Но каким-то образом, несмотря на то, что сотни биологов внимательно изучали белые хвосты на протяжении десятилетий, все упустили тот факт, что форма малярии, по-видимому, была эндемической среди животных все время.
«Каждый четвертый олень, которого вы видите на газоне или в лесу, заражен малярией», - говорит Мартинсен. Но наиболее распространенные методы анализа образцов крови не позволяют обнаружить инфекцию на низких уровнях, при которых возникают эти новые виды малярии. «Уровень паразитов в крови настолько низок, что их невозможно обнаружить традиционными методами с помощью светового микроскопа».
Образцы для исследования малярии белохвостого оленя были получены от вскрытых оленей в лаборатории патологии в Смитсоновском национальном зоопарке и в штаб-квартире Смитсоновского института охраны биологии в Фронт-Рояле, штат Вирджиния. Юго-восточное кооперативное исследование болезней дикой природы (SCWDS) также предоставило образцы тканей. Образцы крови были взяты у пойманных в ловушку оленей в рамках полевых исследований, проведенных в Смитсоновском институте биологии охраны природы в Фронт-Рояле, штат Вирджиния (Лиза Х Уэр, Смитсоновский институт природоохранной биологии) «Похоже, что они использовали довольно сложную технику, чтобы найти это, и я сомневаюсь, что такие методы обычно используются», - говорит Дэвид Сэмюэл, почетный профессор биологии и экологии дикой природы в Университете Западной Вирджинии и автор нескольких книг по оленям. «Что касается воздействия, которое оно может оказать на оленей, - говорит Самуэль, - я не знаю, но мои предположения очень малы. В дикой природе мы не видели ничего, что указывало бы на какие-либо эффекты ».
Ни один из оленей, участвовавших в исследовании, не проявлял симптомов болезни. «Кажется, что нет никакой разницы в здоровье между животными с паразитом и без них», - говорит Роберт Флейшер, соавтор статьи и руководитель Центра сохранения и эволюционной генетики. «Возможно, это один из тех доброкачественных паразитов, которые не сильно влияют на хозяина».
Два вида малярии, по-видимому, разошлись друг с другом примерно полтора миллиона лет назад, вероятно, во время одного из многих случаев, когда группы белохвостого оленя и их предки были географически изолированы из-за ледников или фрагментированной среды обитания. Их ближайшими родственниками среди других видов малярии являются азиатские виды, которые заражают летучих мышей. Исследователи выдвигают гипотезу, что паразиты путешествовали миллионы лет назад с предками белохвостого оленя через Берингию, сухопутный мост, который когда-то соединял Азию и Северную Америку, но теперь лежит под Беринговым морем.
Паразит Plasmodium odocoilei был зарегистрирован только один раз в 1967 году у одного оленя в Техасе. Смитсоновские ученые использовали чувствительные молекулярно-генетические методы для обнаружения показанного здесь паразита по мазкам крови, приготовленным в полевых условиях из живых пойманных в ловушку оленей. (Смитсоновский институт природоохранной биологии) Несмотря на то, что они чрезвычайно широко распространены среди белых хвостов, исследователи не нашли каких-либо доказательств заболеваний, встречающихся у других видов оленей или более отдаленно родственных видов в Северной Америке. Они исследовали образцы лося (последний общий предок которого с белыми хвостами жил более десяти миллионов лет назад), пронгорна (еще более отдаленно родственного), а также мулов и черных хвостов, каждый из которых относительно недавно произошел от белых хвостов., Малярия не была найдена. Испытания на лосях, северных оленях, оленях и других видах оленей, тесно связанных с белохвостами, еще не проводились.
Обследование комаров в зоопарке выявило колоссальные 21 вид комаров, живущих в окрестностях. Было обнаружено, что только один вид, Anopheles punctipennis, несет новые виды малярии. В то время как многие виды комаров в Районе являются инвазивными, A. punctipennis - это местный вид, широко распространенный в США. Большинство видов комаров не переносят малярию.
Люди вряд ли будут затронуты паразитами. «Если вы проводите скрининг людей в местах, где они распространены, вы можете забрать их у людей», - говорит Флейшер. «Никто еще не посмотрел. Если он попадает в человека, что, вероятно, так и есть, он, вероятно, не способен воспроизводить., Мы не знаем наверняка, но, похоже, людям не о чем беспокоиться. Это не вирус Зика.
«Что касается Zika, это подчеркивает важность геодезии», - говорит Мартинсен, имея в виду необходимость бдительного поиска патогенов, о которых никто не беспокоился. «В этом случае мы наткнулись на что-то, потому что мы проводили исследование для совершенно другого вида - обычное старое исследование, просто выходящее на природу. Мы буквально переворачивали камни и нашли этого совершенно нового паразита ».
Ученые надеются продолжить свои исследования в поисках малярии у других видов оленей по всей Северной и Южной Америке. Они также хотели бы изучить кости оленей сотен и тысяч лет в прошлом, чтобы найти генетический материал, который мог бы показать, как и когда развивалась малярия в Северной и Южной Америке. Дополнительная работа будет зависеть от наличия финансирования.
Это не первый случай, когда в зоопарке было обнаружено новое инфекционное заболевание. Присутствие очень многих видов животных со всего мира требует от ученых в зоопарках искать необычные патогенные микроорганизмы. «Мы должны поддерживать здоровье животных, которые находятся под нашей опекой, - говорит Флейшер, - что означает мониторинг неизвестных заболеваний. Вирус Западного Нила был впервые обнаружен в зоопарке. Они являются хорошим стражем для новых инфекционных заболеваний ».
