Как лягушки использовались для тестов на беременность и привели к экологической катастрофе
Xenopus laevis – это не просто обитатель африканских водоемов. Это также важный «помощник» научных лабораторий. Этот вид используют как модельный организм для изучения различных биологических процессов. Причина в том, что лягушки неприхотливы, могут жить в неволе до 25 лет и позволяют проводить разнообразные эксперименты с удобством.
Как все начиналось
В 1930-х годах британский зоолог Ланселот Хогбен исследовал влияние гормонов на развитие животных и работу эндокринной системы… Однажды он обратил внимание на африканских когтистых лягушек и стал изучать, как меняется их цвет кожи в зависимости от окружающей среды.
Хогбен предположил, что изменение цвета кожи связано с гипофизом – небольшой железой в мозге, которая вырабатывает множество гормонов. Чтобы подтвердить свою гипотезу, он удалил гипофиз у нескольких лягушек, и вскоре они действительно побледнели.
В одном из своих экспериментов он ввел самкам лягушек экстракт гипофиза быка (в те времена такие методы были распространены). В результате у лягушек началась овуляция, и они начали метать икру.
Хотя Хогбен был поражен, он быстро осознал, что гормоны, вызвавшие овуляцию у лягушек, схожи с теми, что вырабатываются у беременных женщин. И тут его осенило: а что, если использовать лягушек для тестирования на беременность? Вводишь мочу женщины под кожу лягушки, и если в ней есть «гормоны беременности», лягушка начнет метать икру.
Конечно, до Хогбена уже были попытки использовать животных для определения беременности, но обычно их (мышей, кроликов) приходилось вскрывать для получения результата. Лягушек же можно было использовать многократно. Это было быстрее (результат через 12 часов) и, безусловно, гуманнее.
Лягушачий бум
Идея Хогбена стала настоящим прорывом, хотя он и не мог представить, к каким последствиям это приведет.
В 1940-60-е годы «лягушачий тест на беременность» стал чрезвычайно популярным. Больницы и аптеки по всему миру закупали Xenopus laevis тысячами. Это был быстрый, надежный и относительно доступный способ проверки на беременность. Лягушек привозили из Африки и создавали целые колонии в лабораториях…
Однако лягушки стали просто расходным материалом. Люди начали массово вылавливать лягушек из дикой природы, не задумываясь о сохранении их популяции. В результате несколько популяций исчезли, так как на протяжении десятилетий это был самый надежный тест на беременность.
В конце 1960-х годов появились иммунологические тесты на беременность – те, что используются и сегодня. Они были еще проще, быстрее и дешевле, чем «лягушачий тест».
Спрос на Xenopus laevis резко сократился. Тем не менее, в некоторых странах, где новые технологии были недоступны, лягушек использовали вплоть до 1990-х годов. Но в целом, «золотые годы» лягушачьего теста подошли к концу.
Как Xenopus laevis стали «биологическим оружием»
На первый взгляд, история должна закончиться хэппи-эндом: лягушки стали ненужными, их популяция восстанавливается… Но в лабораториях по всему миру все еще оставались тысячи Xenopus laevis. И что с ними делать? Усыплять? Это дорого и, опять же, не гуманно.
Многие лаборатории просто выпустили лягушек на волю, что оказалось крайне недальновидным и в конечном итоге привело к настоящей катастрофе.
В 1998 году ученые заметили, что по всему миру начали массово гибнуть лягушки. Целые популяции исчезали на глазах.
Сначала никто не мог понять, в чем дело. Но позже, после длительных исследований, стало ясно: виноват хитридиомикоз – болезнь, вызываемая грибком Batrachochytrium dendrobatidis.
Этот грибок поражает кожу амфибий, нарушая их способность впитывать воду и электролиты, что в итоге приводит к обезвоживанию и сердечным приступам у животных.
По оценкам ученых, хитридиомикоз поразил более 700 видов амфибий. Не менее 90 видов исчезло полностью, среди которых были уникальные виды, такие как австралийские желудочно-выводковые лягушки, вынашивавшие потомство в желудке, и коста-риканская золотая жаба. Их больше нет.
Как же связаны «лягушачий тест» на беременность и хитридиомикоз?
Дело в том, что сами Xenopus устойчивы к этому грибку, они могут быть его носителями, но не болеют. Однако для других видов амфибий грибок оказался смертельным.
Когда лабораторных лягушек выпустили на волю, они, сами того не желая, стали «биологическим оружием», заражая местные виды, которые не имели иммунитета против грибка.
Кроме того, Xenopus laevis, оказавшись на свободе, стали инвазивным видом, вытесняя местные виды и нарушая экологический баланс, что еще больше усугубило ситуацию.
В настоящее время грибок распространен на всех континентах, где обитают амфибии, и продолжает поражать новые популяции и виды. Хотя некоторые виды показывают признаки устойчивости к грибку, многие другие продолжают вымирать или находятся на грани исчезновения.
Появляются и новые, более вирулентные штаммы грибка, такие как Batrachochytrium salamandrivorans (Bsal), который угрожает европейским популяциям саламандр. И несмотря на усилия ученых и природоохранных организаций, будущее многих видов амфибий остается под угрозой.
