С 2001 года сотни белоголовых орланов были найдены мертвыми возле озер в Арканзасе. Их смерть, а позже гибель других водоплавающих птиц, земноводных и рыб, были результатом неврологического заболевания, которое привело к образованию полостей в белом веществе их мозга. Сейчас ученые обнаружили, что убивает белоголовых орланов уже больше 20 лет.
Полевые и лабораторные исследования, проведенные в течение последних 20 лет, позволили выявить основные ключи к разгадке дикой природы: гибель орланов и водоплавающих птиц происходит поздней осенью и зимой в водоемах с избыточными инвазивными водными сорняками, а птицы могут умереть в течение пяти дней после прибытия на такое озеро.
Но до недавнего времени токсин, вызвавший заболевание, вакуолярную миелинопатию, был неизвестен. Теперь, спустя годы, потраченные на выявление нового токсичного сине-зеленого вида водорослей (цианобактерий) и выделение токсичного соединения, ученые подтвердили структуру этого токсина.
Цианобактерии растут на листьях инвазивного водного растения Hydrilla verticillata в определенных условиях: в искусственных озерах, когда присутствует бромид. Бактерии и гибель животных от вызываемой ими болезни были зарегистрированы в водоразделах на юго-востоке США. Вот почему всем, кто находится на открытом воздухе, рыболовам, охотникам, орнитологам и многим другим, важно знать о признаках этой неврологической инфекции и избегать употребления в пищу инфицированных животных.
Ученые хотят, чтобы люди распознавали это заболевание, прежде чем брать птиц или рыбу из этих озер. У некоторых животных — таких, как птицы, черепахи, саламандры и даже бобры — болезнь проявляется в виде беспорядочных движений или судорог. Однако рыболовам следует быть еще более осторожными, поскольку невозможно обнаружить токсин в рыбе без явных симптомов.
«Я бы не стала есть рыбу с повреждениями или какими-либо уродствами; ученые и исследователи видят пораженную рыбу, которая медленно плавает, но рыболовы не смогут этого увидеть. Мы хотим, чтобы люди знали озера, в которых была зарегистрирована эта болезнь, и проявляли осторожность при употреблении в пищу птиц и рыбы из них».
Сьюзан Уайлд, доцент кафедры водных наук в Школе лесного хозяйства и природных ресурсов Варнелла
Исследователи, изучающие цианобактерии, составили карты и список затронутых водоразделов. Сейчас ученые картировали геном бактерий, позволяющий понять, как они развиваются и выживают. Ученые изучают цианобактерии с 2001 года, когда в Джорджии, Южной Каролине и Северной Каролине начали умирать белоголовые орлы. В последующие десятилетия были открыты сами цианобактерии, названные Aetokthonos hydrillicola (лат. «Орел-убийца, который растет на гидрилле»), а также были установлены связи между инвазивными водными растениями и животными, которые их поедают. Но до недавнего времени происхождение этой болезни, разрушающей мозг, оставалось загадкой.
Образцы Hydrilla, собранные в полевых условиях, затем были культивированы в лаборатории и протестированы. Но тесты оказались отрицательными: цианобактерии из лаборатории не вызывали болезнь.
Затем ученые использовали новый масс-спектрометр для визуализации, чтобы исследовать состав на поверхности листа растения, молекулу за молекулой. Они обнаружили новое вещество, которое встречается только на листьях, на которых растут цианобактерии, но не продуцируется в культурах цианобактерий. Его исследования химической структуры изолированной молекулы выявили пять атомов брома.
«Эти свойства необычны для молекулы, образованной цианобактериями, и они объясняют, почему токсин не образовался в лабораторных условиях, где нет бромида. Затем мы добавили бромид в наши лабораторные культуры, и цианобактерии начали вырабатывать токсин».
Штеффен Брейнлингер, один из исследователей.
После почти десятилетнего тестирования изолированной молекулы и сотрудничества между лабораториям оказалось, что эта молекула действительно вызывает вакуолярную миелинопатию. Исследователи называют свое открытие этоктонотоксином, «ядом, убивающим орланов».
Неврологическое заболевание пока не появилось в Европе, и не было зарегистрировано ни одного случая токсин-образующей цианобактерии. Еще неизвестно, чтобы люди страдали вакуолярной миелинопатией, хотя исследователи успешно воздействовали на цыплят с помощью токсина, и сейчас ученые продолжают проверять на наличие этой болезни рыб и водоплавающих птиц, таких как утки и лысухи.
Читать также:
Самое штормовое место на Земле: почему пролив Дрейка — опаснейший путь в Антарктику.
Астрофизики смоделировали первые триллионные доли секунды Большого взрыва.
На спутнике Сатурна нашли идеальные условия для зарождения жизни.