在截至2004年的十年里,世界上超过80%的尖嘴日蛙死亡。2002年,国际自然保护联盟将其列为红色名录中的极度濒危物种,这种鼻子呈楔形的小蛙。它们栖息在雨林边缘和澳大利亚的高地。
直到它们消失。一项2006年的研究表明,尖嘴日蛙的情况是“野生动物物种因感染而灭绝的首个案例,且该物种未能恢复”。
这种致命的疾病是壶菌病,由一种名为巴西壶菌的壶菌引起。尽管这种真菌如此普遍且能有效地导致物种灭绝,但科学家们对其了解却少得惊人。尖嘴日蛙的种群数量急剧下降绝非个例。巴拿马金蛙以及北方和南方卵生蛙也名列其受害者名单,而且这种情况已经持续了很长时间——超过40年。这种真菌以空前毁灭性的方式攻击两栖动物的免疫系统。从2002年到2011年,总体种群数量每年下降3.7%。
鉴于两栖动物复杂的免疫系统,其复杂程度不亚于人类和其他哺乳动物,这令人最为费解。
真菌感染会导致青蛙变得迟钝,并爬出水中。
“两栖动物的免疫系统为何无法应对这种恶劣的皮肤感染,一直是一个巨大的疑问,”范德比尔特大学病理学、微生物学和免疫学副教授Louise Smith-Rollins在接受《大众科学》采访时说。“问题是,如果是识别病原体失败,那么缺陷在哪里?”
Rollins-Smith研究这种免疫反应已有十多年,她和她的团队已经发现了另一个线索,解释了为何两栖动物无法清除这种真菌。本周发表在《科学》杂志上的一篇她合著的论文,为解答这个问题带来了新信息。这项研究由范德比尔特研究生J. Scott Fites和Jeremy Ramsey领导,表明问题可能出在第二道免疫防线。
第一道防线,即皮肤产生的抗菌肽,似乎能有效地产生免疫反应。但在下一个阶段,某种东西发生了,阻止了正常的抑制反应。
“看来,缺陷在于真菌本身能够释放出靶向脆弱淋巴细胞并诱导其自杀的因子,”Rollins-Smith说。“本应调节和召集援军的介质,就在那里被阻止了。”
从2002年到2011年,种群数量每年下降3.7%。
这些有毒的因子可能在削弱两栖动物免疫反应方面发挥作用。当真菌感染导致青蛙变得迟钝并爬出水中时,就会出现这种情况。这可能意味着,尽管真菌存在于皮肤层中,但它却影响到其他地方,进入血液循环并产生神经毒性作用。
“我们这些两栖动物生物学家有时觉得,我们必须说服公众,两栖动物为何重要,”Smith-Rollins说。但除了它们很可爱,并且是某位作家最喜欢的动物之外,两栖动物,特别是青蛙,对于维持生态系统健康相当重要。它们作为食草动物、食虫动物和猎物,在许多不同的生态系统中发挥着作用。
两栖动物对人类健康也很重要;它们对于生物医学测试至关重要,它们的免疫系统也可能为对抗人类病原体提供线索。