Молодые лягушки коки тратят все ресурсы на рост вместо борьбы с инфекцией

Как и остальные животные, лягушки обладают ограниченным запасом энергии, который необходимо распределять между ростом, размножением и иммунной защитой. Для молодых лягушек рост особенно важен — маленькие особи более уязвимы для хищников, и быстрый рост повышает шансы на выживание (а следовательно, на дальнейшее размножение). Ученые из США и Испании показали, что для этого молодые особи даже жертвуют иммунитетом — при заражении патогенным грибком они тратят ресурсы в первую очередь на быстрый рост, а расход энергии на работу иммунной системы запускается только при тяжелых формах инфекции.

Для исследования авторы выбрали хорошо охарактеризованную систему «хозяин-патоген»: лягушка коки Eleutherodactylus coqui и грибок Batrachochytrium dendrobatidis, возбудитель хитридиомикоза — высоколетальной инфекции — у амфибий. 

Коки — маленькая (3–5 см в длину) листовая лягушка, эндемик Пуэрто-Рико и инвазивный вид на Гавайях. Для этого вида характерно прямое развитие, то есть стадия головастика отсутствует, и из яиц выходят маленькие лягушки. «Они вылупляются в виде крошечных копий взрослых особей», — объяснила доктор Ана В. Лонго из Университета Флориды, руководитель группы, которая занимается экологий болезней амфибий, и старший автор работы. «Они невероятно маленькие, размером примерно с ноготь мизинца», — добавила она. Однако из-за малых размеров ювенильных особей крайне сложно отслеживать их в дикой природе, поэтому ученым пришлось прибегнуть к компьютерному моделированию. Для этого они использовали данные полевых наблюдений и результаты лабораторных экспериментов. 

Исследователи создали динамическую модель, которая имитировала распределение энергии отдельными лягушками, а также учитывала естественные колебания доступности пищи и риска заражения грибком в течение года. 

Ученые установили, что оптимальная стратегия для не зараженных грибком особей — это затрата энергии исключительно на рост. Однако эта тактика приспособленности наблюдалась и у части инфицированных лягушек — ресурсы тратились преимущественно на рост, пока уровень заражения не приближался к почти смертельному. Более крупные, то есть взрослые, особи в основном тратили ресурс на контроль инфекции. 

Компромисс между ростом и иммунитетом также зависел от сезонности в инфицировании патогеном и доступности пищи — лягушки, вылупившиеся в менее благоприятных условиях, созревали медленнее, и у них снижалась выживаемость. 

Таким образом, коки на ювенильной стадии вкладывают энергию в рост до тех пор, пока инфекция не угрожает их выживанию. Более крупные, то есть взрослые, особи переключали затраты энергии на иммунитет, и это говорит о том, что на взрослой стадии он становится важнее для выживания. 

Как работает «лихорадка» у рыб при бактериальной инфекции?

Патогенные грибки манипулируют врожденным иммунитетом насекомых-хозяев, защищаясь от него и вызывая нейродегенерацию