藍藻毒素保護小湖泊居民免受寄生蟲的侵害

国产v亚洲v天堂a每年夏天困擾西伊利湖的藍藻大量繁殖都是壹種難看的滋擾和潛在的公共健康危害,產生可能對人類及其寵物有害的肝臟毒素。

国产v亚洲v天堂a但根據密歇根大學生態學家的壹項新研究,藍藻菌群中產生的毒素也可能對攝取它們的沙粒大小的湖泊動物產生保護作用,就像馬利筋植物中的毒素可以保護帝王蝶免受寄生蟲侵害壹樣。

基於實驗室的研究表明,被稱為水蚤(Daphnia)的小型蝦類淡水甲殼類動物可以通過消耗由形成藍藻的藍藻產生的毒素來獲得真菌寄生蟲的保護。俗稱水蚤,水蚤發揮淡水食物網中起關鍵作用,是許多魚類的重要食物來源。

密歇根大學的研究人員計劃進行後續研究,看看他們在實驗室中觀察到的保護作用是否也發生在湖泊中。他們還將探索開發人用抗真菌藥物的潛力。

該研究計劃於1月15日在“皇家學會學報”B期刊上發表。第壹作者是KristelSánchez,她在UM生態學和進化生物學系的碩士論文中完成了這項工作。共同作者包括她的教師顧問,UM生態學家Mark Hunter和Meghan Duffy。

“這篇論文表明,居住在密歇根湖泊中的水蚤可以通過形成藍藻的毒素中的毒素獲得真菌寄生蟲的保護,”亨特說,他在密歇根大學生物站研究了十多年的君主。

“這是壹種令人驚奇的水生生物平行的君主蝴蝶,它們從馬利筋中的毒素中獲得了寄生蟲的保護。它表明動物藥物可能比我們想象的更加普遍,延伸到水生境界。”

幾十年前,人們就知道黑猩猩等動物會尋找治療疾病的藥草。近年來,動物藥劑師的名單已經增長了很長時間,現在似乎動物“自我藥療”的實踐比科學家以前所知的要廣泛得多。

但大多數關於動物自我藥療的研究都集中在陸地生態系統上。關於動物的飲食如何作為水生系統藥物來源的知識相對較少。

需要明確的是,目前的研究並未表明水蚤在野外是自我治療的。為了證明自我藥療,研究人員必須證明水蚤優先飼餵產生毒素的藍細菌和藻類,以降低其疾病風險。研究人員將在研究的下壹階段尋找這種選擇性覓食的證據。

但目前的研究確實為水蚤消耗的植物毒素的保護性提供了有力的證據。

“真菌病原體對作物,野生動植物甚至人類都有破壞性影響,”達菲說。“對我來說,打擊那些化合物的化合物可能就在我們當地湖泊表面之下的想法真是令人興奮。”

Sánchez在實驗室飼養了北美湖泊中常見食草動物Daphniadentifera,並為8種綠藻或藍藻(以前稱為藍綠藻)中的壹種餵養個體。在野外,水蚤以漂浮在水柱中的藻類和細菌為食;它們是壹群被稱為浮遊動物食草動物的小型水生動物的壹部分。

使用了五種綠藻和三種藍藻,它們的營養價值和毒素產量不同。與產生毒素的藍藻相比,綠藻對水蚤的營養更有營養價值。

研究中使用的藍藻包括壹種微囊藻(Microcystis),這是壹組常見的菌落形成藍藻,主要歸咎於伊利湖壹年壹度的夏季花期。壹些微囊藻物種產生稱為微囊藻毒素的肝臟毒素。在她的實驗中,Sánchez將純微囊藻毒素添加到壹些微囊藻培養物中,以接近藍藻水華期間常見的毒素水平。

然後,UM研究中的實驗室培養的水蚤暴露於壹種常見的真菌寄生蟲和壹種常見的細菌寄生蟲。在野外,水蚤通過消耗水中的寄生蟲孢子而感染。

研究人員發現飲食對真菌寄生蟲的感染率有顯著影響,但對細菌寄生蟲沒有影響。

兩種藍藻飲食 – 包括在含有微囊藻培養物的燒杯中添加純微囊藻毒素的飲食處理- 完全防止了真菌感染。單獨的微囊藻的飲食,沒有額外的微囊藻毒素,導致非常低水平的真菌感染。

當水蚤以綠藻小球藻為食時,也完全防止了真菌感染。總之,九種飲食治療中有四種顯示出抗真菌活性的強有力證據。

“我認為我可能會從九種藥物中得到壹種藥效,”Sánchez說。“近壹半的飲食療法顯示出某種藥效,這壹事實確實令人驚訝,這表明我們對水生生態系統中的自我藥療機制並沒有給予足夠的重視。”

相反,沒有壹種飲食療法可以預防細菌寄生蟲的感染。此外,食用綠藻的未感染水蚤產生的後代比吃藍藻的後代多兩到三倍,證實綠藻飲食的營養質量更高。而且,壹般而言,寄生蟲感染會減少生長。

Sánchez計劃繼續為她的博士研究項目工作,Duffy是她的顧問。研究人員將尋找自我藥物治療的證據,並將進壹步研究在初始研究中顯示出真菌抗性活性的三種毒素的抗微生物特性:microcystin-LR,anatoxin-a和chlorellin。明尼蘇達州和佐治亞州的研究人員將加入該項目。

“許多天然產品的研究是通過篩選大量的植物或藻類材料並使用不同的生物測定來完成的,並希望妳能夠幸運地找到壹種新的化合物或活躍的東西,”Sánchez說。“但為什麽不看壹下本質上已經發生的事情呢?我認為這是真正吸引我的原因以及為什麽我選擇在這個項目上工作。”

研究人員表示,這項工作具有廣泛的生態意義,部分原因是全球氣候變暖預計會增加某些地區藍藻水華的發生頻率。這壹變化可能改變水蚤的疾病動態,而水蚤又可能對湖泊食物網產生重要影響,因為水蚤是重要的食草動物,水蚤種群內的疾病爆發可能影響生態系統層面的過程

回復留言

如需購買藻種、光生物反應器定制,配件購買,請聯系我們