El fong assassí d’amfibis

En els darrers anys, les poblacions mundials d’amfibis han experimentat un descens molt important, algunes d’elles han desaparegut completament. Els investigadors apunten que la causa més probable d’aquestes pèrdues es degui a tres factors concrets: el canvi climàtic, la pèrdua del seu hàbitat i la presència d’un fong paràsit. En aquest article, parlarem sobre el conegut com a fong assassí.

EL FONG

Es coneix científicament com Batrachochytrium dendrobatidis. Pertany a la classe Chytridiomycetes, la qual agrupa fongs paràsits de plantes i invertebrats. No obstant això, el fong que tractem aquí, és l’únic capaç d’infectar vertebrats. Està relacionat amb la extinció de més de 200 espècies d’amfibis, entre elles el Gripau Dorat de Costa Rica.

Una de les darreres imatges del gripau dorat de Costa Rica. (Imatge: Richard K.)

Aquest fong presenta un cicle vital que consta de dues fases: una immòbil (que correspon a l’esporangi i una mòbil (mitjançant zoòspores). A la imatge inferior podem observar un esquema de l’estructura característica d’aquest tipus de fong. L’esporangi té unes prolongacions fines anomenades rizoides o miceli rizoïdal que els permet subjectar-se a les capes internes de la pell. La zoòspora emergeix de l’esporangi quan ha madurat i presenta un flagel simple apical.

Esquema de l’estructura de les dues fases vitals del fong Batrachocytrium dendrobatidis. (Imatge: trilobite glassworks).

Com es tracta d’un organisme paràsit, necessita un hostatger que li proporcioni els nutrients. En aquest cas, el fong s’alimenta de la queratina de la pell dels amfibis. Les zoòspores arriben mitjançant l’aigua i s’enquisten a les zones de la pell que presenten major quantitat de queratina. Un cop entren en contacte amb l’hostatger, les espores perden el flagel i germinen donant lloc a l’esporangi. Aquests desenvolupen el miceli i produeixen, de nou, zoòspores que surten madures cap a l’aigua. Cal destacar que si no hi ha amfibis a la zona, el fong es pot mantenir com a sapròfit (alimentant-se de matèria orgànica en descomposició).

Cicle vital de B. dendrobatidis. (Imatge: Roseblum)

 

Pèro, per què aquest fong resulta tan perjudicial pels amfibis?

LA QUITRIDIOMICOSI

La pell és l’òrgan més important als amfibis. S’encarrega de la realització de funcions vitals com ara la hidratació, l’osmoregulació, la termoregulació i la respiració (alguns amfibis respiren únicament per la pell, un exemple extraordinari és el que ens presenta David López en aquest article). Com el fong s’alimenta de la queratina de la pell, provoca la destrucció de les capes superficials d’aquesta i s’estén per tota la superfície de l’organisme. Aquest fet impedeix que l’òrgan realitzi les seves funcions i provoca la mort dels amfibis.

Imatge microscòpica de la pell d’un amfibi afectat per la quitridiomicosi. Les fletxes senyalen els esporangis enquistats. (Imatge: Che Weldon)

Els esporangis es fixen  a les zones més queratinitzades de la pell. Aproximadament 6 dies després de la infecció, es comencen a desenvolupar les zoòspores (esferes obscures dins els esporangis de la imatge superior). Quan aquestes espores han madurat, s’alliberen al medi a través d’un tub de descàrrega que inicialment està tancat. El tap (imatge inferior) es dissol poc abans de l’alliberació de les espores madures.

Imatge d’escàner electrònic de la superfície de la pell d’un gripau. Les papil·les dels esporangis es troben senyalades amb un triangle. La fletxa negra indica un esporangi amb un tap dissolt. (Imatge: Berger).

Aquesta malaltia només afecta als individus adults. Tot i això, els capgrossos són reservoris, és a dir, es poden infectar però no desenvolupen els símptomes. Normalment el fong infecta zones queratinitzades de la boca dels capgrossos. A mesura que es realitza la metamorfosi, el fong s’estén cap a altres zones, infectant completament l’individu adult.

EXPANSIÓ GEOGRÀFICA: ESPANYA

Inicialment, aquest fong era un paràsit característic de l’espècie Xenopus laevis (Gripau d’ungles Sud-Africà). Aquest gripau és molt utilitzat en investigació, fet que implica la seva distribució arreu del món. L’expansió del fong és una conseqüència del tràfic d’organismes infectats. La situació de les poblacions d’amfibis és tan greu, que l’Organització mundial de Sanitat Animal (OiE) ha catalogat aquesta infecció com una malaltia de declaració obligatòria. A més, B. dendrobatidis està inclòs a la llista de les 100 espècies exòtiques més invasores de la IUCN. Si t’interessa sabre que són les espècies invasores, consulta el següent article.

Regions on s’han confirmat casos positius de quitridiomicosi. (imatge: Bd-maps).

 

Espanya va ser el primer país europeu en detectar un brot de la malaltia. Concretament es va donar al Parc Natural de Peñalara a Madrid on el gripau paridor o tòtil (Alytes obstetricans) va ser el més afectat. També s’han donat casos a altres regions del país, com per exemple a les Illes Balears. Actualment, hi ha moltes investigacions obertes per solucionar aquest problema, com per exemple el Porjecte Zero de la Fundació General CSIC.

Espècies d’amfibis afectats per la quitridiomicosi a Espanya (Imatge: Bd-maps)

 

EL CAS DEL FERRERET

El gripau paridor balear o ferreret (Alytes muletensis) és endèmic de l’Illa de Mallorca. Està classificat com espècie vulnerable per la IUCN (en aquest article parlem sobre aquesta organització i la seva llista vermella d’espècies). Viu en zones escarpades i de difícil accés a la Serra de Tramuntana. Els individus adults poden arribar a mesurar uns 4 cm i són animals nocturns. Generalment ha estat amenaçat per la destrucció del seu hàbitat o la depredació, però des de fa 10 anys tenen una nova amenaça: el fong  B.dendrobatidis.

Exemplat adult de Ferreret carregant els ous (Foto: Guillem Gutiérrez).

Els investigadors van observar que certes poblacions experimentaven un descens molt important en el nombre d’individus. Aquests apareixien morts sense motiu aparent. Els estudis realitzats descobriren que aquestes morts eren degudes a la presència del fong assassí. La població que més va sofrir l’atac de B. dendrobatidis es troba al Torrent dels Ferrerets (que l’any 2004 va presentar la primera mort per quitriomicosi).

Evolució de la població de Ferrerets al Torrent dels Ferrerets (Mallorca). S’han registrat morts per quitridomicosi des de l’any 2004. (Imatge: Joan Mayol)

Per acabar amb aquest greu problema i evitar l’extinció d’aquesta espècie, els investigadors mallorquins van desenvolupar un mètode eficaç, el primer a escala mundial. A finals del 2015, van acabar amb els casos de quitriomicosi mitjançant un procés combinat de desinfecció del medi i un tractament antifúngic als capgrossos. Tot i això, els esforços per acabar amb la propagació d’aquest fong han de continuar.

·

La quitriomicosi segueix acabant amb la vida de moltes poblacions d’amfibis, però encara hi ha esperança. 

REFERÈNCIES

• Organització mundial de Sanitat Animal (OiE)
• Fundació General CSIC: Lucha sin cuartel contra la quitriomicosis (Castellà) de Jaume Bosch.
• 100 espécies exóticas más dañinas del mundo, ISSG. PDF en castellà.
• El ferreret: del descubrimiento a la conservación, de Joan Mayol i Joan Oliver.
• Imatge de Portada: Vance Vredenburg.

 

Paràsits zombis: una realitat de ciència ficció

Moltes pel·lícules es basen en éssers estranys que controlen la ment i la voluntat de les seves víctimes. Per molt sorprenent que pareixi, hi un tipus de paràsits (i parasitoides) que comparteixen aquesta capacitat amb els éssers ficticis. En aquesta entrada parlarem sobre alguns exemples d’aquests paràsits zombis. 

INTRODUCCIÓ

El parasitisme és una forma de depredació on una de les espècies (el paràsit) extreu un benefici d’un altre organisme (l’hostatger) que no rep cap tipus de benefici. Aquesta és una relació obligatòria  (el paràsit no pot sobreviure fora l’hostatger), ja que els paràsits han perdut la capacitat de produir certes molècules que obtenen dels hostes. Un dels exemples més interessants de parasitisme són els coneguts com a paràsits zombis. Aquests no solament provoquen la mort a la seva víctima, sinó que són capaços de controlar els seus moviments i conductes per dur a terme aquest propòsit.

Els paràsits zombis pertanyen a diferents grups (protozous, fongs, nematodes, artròpodes…) però tots tenen en comú la modificació del comportament i fisiologia del seu hostatger per assegurar la seva reproducció. En certs casos, s’indueix a l’hostatger a suïcidar-se de diferents formes i en altres, com en el cas dels parasitoides provoquen que el seu hostatger realitzi alguna acció en contra de la seva voluntat.

MODIFICACIÓ DE LA CONDUCTA

Les vespes parasitoides del gènere Glyptapanteles sp. són un exemple clar de modificació de la conducta. En aquest cas, les femelles infecten a larves de Thyrinteina leucocerae (un lepidòpter) en les seves primeres fases de desenvolupament. Les erugues creixen normalment, però en les darreres etapes alliberen les pupes (fase de la metamorfosi entre les larves i l’adult d’alguns insectes) a les branques properes. Un cop s’ha alliberat, l’eruga canvia per complet el seu comportament, a causa d’una modificació endocrina que han provocat els parasitoides abans d’abandonar l’hoste. L’eruga deixa d’alimentar-se i no es separa mai de les pupes per protegir-les de qualsevol perill. Un cop l’adult emergeix de la pupa, l’eruga mor al cap de poc temps d’esgotament i fam.

Eruga de Thyrinteina leucocerae protegint les pupes de Glyptapanteles sp. (Foto: José Lino-Neto)

 

Un altre exemple interessant és la infecció d’aranyes de l’espècie Plesiometa Argyra per part d’una espècie de vespa parasitoide (Hymenoepimecis argyraphaga). Aquest himenòpter aferra a l’abdomen de la seva víctima els seus ous. Després de descloure, les larves (que s’alimenten de la sang de l’aranya) injecten una substància química a l’aranya que l’obliga a crear una teranyina molt diferent de les que sol crear, ja que està destinada a suportar el capoll i no a la captura d’insectes. A continuació la larva s’alimenta de la sang de l’aranya fins que aquesta mor.

Diferències entre una teranyina normal de Plesiometa Argyra  i una teranyina d’una aranya infectada. Fotografia modificada de William G. Eberhard (Nature, 2000).

 

En els darrers exemples hem vist que els parasitoids acaben amb la vida del seu hostatger després de modificar la seva conducta, però existeix una espècie de vespa pararasitoide (Dinocampus coccinellae) que infecta marietes de l’espècie Coccinella septempunctata. La vespa injecta els ous a l’abdomen de la marieta i aquesta els incuba al seu interior. Un cop s’ha desenvolupat la larva, aquesta surt del cos de l’hostatger i forma un capoll que protegirà la marieta. Si aquesta és capaç de sobreviure set dies (mentre es desenvolupa la vespa adulta) quedarà lliure, és a dir, podrà retornar a la seva vida normal i reproduir-se.

Marieta (Coccinella septempunctata) protegint un capoll de la vespa (Dinocampus coccinellae). (Foto: Gilles San Martín)

INDUCCIÓ AL SUÏCIDI

El nematode Myrmeconema neotropicum infecta les formigues tropicals de l’espècie Cephalotes atratus. Aquestes formigues tenen l’abdomen completament negre, però quan són infectades per aquest nematode el seu abdomen es torna de color vermell. Aquest canvi cromàtic provoca que la formiga es mimetitzi amb els fruits, fet que augmenta la probabilitat de ser capturat per un ocell frugívor (que s’alimenta de fruits). Aquests són un hostatger intermediari que ajuda a la dispersió dels nematodes a través dels seus excrements.

Diferències entre una formiga Cephalotes atratus normal i una formiga infectada. (Foto: Steven Yanoviak)

 

Una altra espècie de nematode (Spinochordodes tellinii) infecta l’espècie de grills Meconema thalassinum (Orthoptera). Les larves del nematode es troben a l’aigua, on són ingerides per mosquits. Aquests són hostatgers intermedis que alliberen les larves del paràsit (que no són digerits sinó que creixen a l’interior de l’intestí de l’hostatger final). S’alimenta dels nutrients que ingereix el grill i creix fins a arribar a triplicar la mida de l’hostatger final. Quan el paràsit és adult, modifica el comportament de l’insecte i provoca que aquest vagi cap a una zona amb aigua, on es suïcida per alliberar al paràsit al medi aquàtic on es reprodueix.

Imatge d’un nematode Spinochordodes tellinii paràsit dels grills (Meconema thalassinum). (Foto: Alastair Rae)

Un altre exemple molt interessant és el del cuc pla o platihelmint Leucochloridium paradoxum. Aquest platihelmint infecta caragols de l’espècie Succinea putris, a través del sistema digestiu (el caragol es menja les larves del paràsit). Un cop es troba a l’interior de l’hostatger passa per diferents fases de desenvolupament, fins arribar a la fase d’esporocist. Aquest és una espècie de sac on es troba una gran quantitat de cercaries (larves de certs tipus de platihelmints). Aquests esporocists es dirigeixen cap a les banyes del caragol, provocant per una part una inflamació de la banya molt similar a una eruga i una modificació del comportament del caragol (es dirigeix cap a zones desprotegides). Aquesta banya modificada crida l’atenció dels ocells, que es mengen el caragol. Un cop les cercaries es troben al digestiu dels ocells, es transformen en platelmints adults, que es reprodueixen. Els ous seran alliberats amb els excrements que infectaran per l’aliment altres caragols.

Cicle vital de Leucochloridium paradoxum de Ophiguris 2009. La segona imatge mostra el paràsit a una banya del caragol (Succinea putris) imitant una eruga. (Foto: Dick Belgers)

Un dels paràsits més fascinants és Ophiocordyceps unilateralis (un fong ascomicet que infecta formigues tropicals de l’espècie Camponotus leonardi). Les espores arriben a l’interior de la formiga per l’alimentació i provoquen que aquest insecte modifiqui el seu comportament. Indueix a la formiga a pujar a un lloc alt, on es fixa a una fulla amb les seves mandíbules. Allà germinen les espores i travessen l’exosquelet de les formigues per alliberar les seves estructures reproductives.

Formiga infectada per Ophiocordyceps sp. (Foto: Alex wild)

 

Avui dia, però, la informació dels mecanismes de modificació de la conducta que porten a terme aquests paràsits és objecte de moltes investigacions. Oi que pareix una pel·lícula? Doncs no, no és ciència ficció.

REFERÈNCIES

• Carl Zimmer. Mindsuckers. National geographic. November 2014.
• William G. Eberhard. Spider manipulation by a wasp larva. Nature. Num 406, 255-256. Juliol 2000. ISSN: 0028-0836.
• P. Hughes et.al. Extended Phenotype: Nematodes turn ants into birds-dispersed fruits. Current Biology. Vol 17. Num 7.
• Anand Varma. Zombie parasites. National Geographic: Nat Geo Live.
• Nat Geo Live. World’s deadliest: zombie snails. 
• Imatge de Portada: Guilles San Martín.