O anchetă internațională a găsit ucigașul vulturilor Taqal

Plantele acvatice invazive devin predispuse la moartea cianobacteriilor care cauzează moartea.

Când zeci de vulturi au fost găsiți morți lângă lacul Arkansas, clopotul a început să sune.

Moartea lor – și ulterior moartea altor păsări de apă, amfibieni și pești – au fost rezultatul unor boli neurologice care au cauzat găuri în substanța albă a creierului. Aproape treizeci de ani de cercetări de teren și de laborator au descoperit semnele cheie necesare pentru rezolvarea acestui mister al faunei sălbatice: moartea vulturilor și a păsărilor de apă are loc în serile de toamnă și iarnă cu alge suprainvazive în corpurile de apă. Păsările pot muri în termen de cinci zile de la sosire.

Dar, până de curând, toxina care cauzează boala – mielinopatia vacuolară – era necunoscută.

Acum, câțiva ani mai târziu, după ce au depus eforturi pentru a identifica noi alge toxice albastre-verzi (cianobacterii) și a izola compusul toxic, o echipă de cercetare interdisciplinară de la Universitatea din Georgia și parteneri internaționali au confirmat structura acestei toxine. Rezultatele au fost publicate recent în jurnal Ştiinţă.

Aripile pline de vultur chel

Aripile agățate ale vulturului chel prezintă semne ale unei infecții cerebrale cauzată de bacteria Aetokthonos hydrillicola, care crește pe frunzele plantelor invadante de hidrilă din lacurile artificiale. Credit: UGA

Cianobacteriile cresc pe frunzele plantelor acvatice invazive Hydrilla verticillata în anumite condiții: în lacurile artificiale în prezența bromurii. Moartea animalelor cauzate de bacterii și boala pe care o provoacă este documentată în corpurile de apă din sud-estul Statelor Unite. Prin urmare, este important ca oricine este în aer liber – pescari, vânători, observatori de păsări etc. – să fie conștienți de semnele acestei infecții neurologice și să evite consumul de animale infectate.

Pescarii trebuie să fie foarte atenți

„Vrem ca oamenii să recunoască acest lucru înainte de a obține păsări sau pești din aceste lacuri”, a spus Susan Wilde, profesor asociat de hidrologie la Școala Warnell Forest and Natural Resources, care a descoperit pentru prima dată cianobacteriile. La unele animale, cum ar fi păsări, broaște țestoase, salamandre și chiar castori, boala se manifestă ca mișcări instabile sau convulsii. Pescarii ar trebui să fie și mai atenți, deoarece toxina din pești nu poate fi detectată fără simptome evidente.

„Este foarte dificil pentru pești”, a spus el. Am evitat să mănânc pește care a fost deteriorat sau deformat în vreun fel; Vedem pești care au viteză mică de înot, dar pescarii nu pot vedea asta ”, a adăugat Wilde. „Vrem ca oamenii să cunoască lacurile în care este înregistrată această boală și să fie atenți atunci când mănâncă păsări și pești din aceste lacuri”.

Studenții absolvenți Wild și Warnell care studiază cianobacteriile au compilat hărți și liste de corpuri de apă afectate.

Hydrilla verticillata

Planta acvatică invazivă Gidrilla verticillata poate fi găsită în multe lacuri artificiale din sud-est. Credit: UGA

Cercetări recente au detaliat o nouă hartă a genomului bacterian, ultima parte a puzzle-ului pentru a înțelege cum evoluează. Wilde și alții au studiat cianobacteriile din 2001, când vulturii cheli au început să moară în Georgia, Carolina de Sud și Carolina de Nord. În ultimele decenii, s-au descoperit legături între cianobacterii în sine – Aetokthonos hydrillicola (latină pentru „ucigașul de vultur care crește în Hydrilla”) și plantele acvatice invazive și animalele care o consumă.

Dar până de curând, a spus Timo Niedermeyer, profesor la Institutul de Farmacie Halle-Wittenberg de la Universitatea Martin Luther din Germania, originea bolii care dăunează creierului a fost un mister.

Nidermeyer, care a lucrat cu produsele naturale ale cianobacteriilor de mulți ani, a dorit să ajute la asamblarea acestor bucăți. L-a contactat pe Wilde și s-a oferit să colaboreze. Probele de hidrilă colectate pe teren i-au fost trimise, iar laboratorul său a crescut cianobacterii în laborator și le-a trimis la UGA pentru teste ulterioare. Dar testele au revenit negative: cianobacteriile din laborator nu au cauzat boala.

„Nu păsările nebunesc, ci noi”, a spus el. Am vrut să aflăm ”, a spus Nidermeyer. Au fost trimise încă o dată frunze de colonizare de la UGA.

Aetokthonos hydrillicola

Imagine a Aetokthonos hydrillicola văzută prin microscopie cu epetluorescență. Când cianobacteriile sunt aproape nedetectabile la microscopul tradițional, lumina fluorescentă iluminată luminează pigmenții cianobacterieni și dezvăluie o formă păroasă distinctă. Credit: UGA

Construcție grozavă

Steffen Breinlinger, doctorand în echipa sa de cercetare, a folosit apoi un nou spectrometru de masă pentru a examina compoziția suprafeței unei frunze de plante de către moleculele frunzei de plantă. El a descoperit o substanță nouă care apare doar pe frunzele în care cresc cianobacteriile, dar nu se formează în culturile cianobacteriene. Investigațiile asupra structurii chimice a moleculei izolate au relevat cinci atomi de brom.

„Structura este cu adevărat grozavă”, a spus Brainlinger. Proprietățile sale sunt neobișnuite pentru o moleculă produsă de cianobacterii, ceea ce explică de ce bromura de toxină nu s-a format în condiții de laborator. “Apoi am adăugat bromură la cultura noastră de laborator și cianobacteriile au început să producă toxina.”

După testarea moleculei izolate și aproape un deceniu de teste între laboratoarele din Germania și Georgia, au avut dovezi: molecula induce mielinopatie vacuolară. Cercetătorii numesc descoperirile lor o „otravă care ucide vulturul” etoctonotoxină.

“În cele din urmă, nu numai că l-am prins pe ucigaș, dar am identificat și arma cianobacteriei pe care a folosit-o pentru a ucide vulturii”, a spus Wilde.

Boala neurologică nu a apărut încă în Europa și nu au fost raportate cazuri de cianobacterii producătoare de toxine. Nu se știe încă dacă oamenii dezvoltă mielinopatie vacuolară, dar, deși cercetările au arătat expunerea cu succes la toxine la pui, Wilde s-a dovedit că controlează peștii și păsările acvatice, cum ar fi rațele și cojile. Continuă să fie investigată.

Pentru a afla mai multe despre această cercetare, misteriosul ucigaș al Vulturilor cheli identificați în cele din urmă.

Referință: „Hunting the Eagle Killer: Cyanobacterial Neurotoxin Causes Mielinopathy Vascular” Steffen Breinlinger, Tabitha J. Phillips, Brigette N. Haram, Jean Mare, José A. Martines Yerena, Pavel Hrouzek, Roman Sobotka, W. Matthew Henderson, Schmeider, Susan M. Williams, James D. Lauderdale, H. Dayton Wilde, Wesley Gerrin, Andrea Kust, John Washington, Christoph Wagner, Benedict Gayer, Manuel Leebeke, Hayk Enke, Timo XJ Niedermeyer și Susan B. Wilde, 2621 martie, Ştiinţă.
DOI: 10.1126 / science.aax9050

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.