Een nieuwe studie van de North Carolina State University onderzoekt de diversiteit van het immuunsysteem bij de ernstig bedreigde Wyoming-pad en stelt vast dat genetische knelpunten van invloed kunnen zijn op het vermogen van een soort om te reageren op nieuwe pathogenen. De bevindingen kunnen informatie geven over fokstrategieën in gevangenschap voor bedreigde dierpopulaties.
De pad van Wyoming, Anaxyrus baxteri, leed aan een ernstige bevolkingsafname in de tweede helft van de 20e eeuw als gevolg van factoren zoals vernietiging van leefgebieden en schimmelinfecties. De pad werd in de jaren negentig in een fokprogramma in gevangenschap gebracht om de soort te redden. Wetenschappers schatten een huidige wilde populatie van slechts 400 tot 1500 dieren, wat betekent dat de pad als ernstig bedreigd wordt beschouwd.
“Bevolkingsvermindering bij deze soort creëerde om te beginnen een genetisch knelpunt, wat betekent dat het niveau van genetische diversiteit al erg klein is”, zegt Jeff Yoder, hoogleraar vergelijkende immunologie aan NC State en co-corresponderende auteur van een paper waarin het werk wordt beschreven. “Dit is de eerste studie die specifiek kijkt naar genetische diversiteit in het immuunsysteem van deze padden en hoe dit hen als populatie kan beïnvloeden.”
Yoder, met co-corresponderende auteur Alex Dornburg van de Universiteit van North Carolina in Charlotte, voerde RNA-sequencing uit op immuunweefsels van drie gezonde, gepensioneerde paddenfokkers uit Wyoming. Studie co-auteur Michael Stoskopf, die deel uitmaakte van het Wyoming Toad Recovery Implementation Team dat in 2008 werd opgericht, verkreeg de monsters.
“We waren specifiek gericht op sequenties die coderen voor toll-like receptoren – TLR’s – en de eiwitten van het belangrijkste histocompatibiliteitscomplex, of MHC, tot expressie gebracht in deze weefsels”, zegt Kara Carlson, eerste auteur van de studie en huidige Ph.D. kandidaat bij NC State. “Deze sets van genen zijn belangrijke componenten van het immuunsysteem.”
TLR’s zijn de eerste responders van het immuunsysteem en zijn vergelijkbaar of goed geconserveerd tussen soorten. De MHC daarentegen is een grote en diverse groep genen die varieert tussen soorten en individuen. Het kan bepalen waarom de ene groep resistenter is tegen een bepaalde ziekteverwekker dan de andere.
advertentie
“MHC-genen zijn enkele van de snelst evoluerende sequenties in het genoom”, zegt Carlson. “Dus in een gezonde populatie is er veel variatie die wordt doorgegeven aan afstammelingen, waardoor de soort in het algemeen zich kan aanpassen aan verschillende pathogenen. Als ziekteoverlevenden dit echter doen vanwege hun MHC, dan zou die groep een vergelijkbare MHC hebben.
“De padden uit Wyoming die in gevangenschap werden gebracht om de soort te redden, waren allemaal in staat weerstand te bieden aan de schimmel die de populatie had gedecimeerd, maar dat zou kunnen betekenen dat hun immuundiversiteit is verminderd.”
De onderzoekers vergeleken de TLR en MHC van de drie Wyoming padden met elkaar, maar ook met monsters van een gewone pad en een rietpad. Zowel de gewone pad als de rietpad vertoonden meer MHC-diversiteit dan de Wyoming-pad, hoewel de rietpad een vergelijkbaar genetisch knelpunt onderging.
“De kleine steekproefomvang in deze studie – die onvermijdelijk was vanwege de bedreigde status van de pad – vormt niettemin een belangrijk kader voor instandhouding”, zegt Carlson.
“Amfibieën hebben over het algemeen niet zoveel genomische hulpbronnen als andere organismen”, zegt Yoder. “En fokken in gevangenschap van een kleine populatie vermindert de genetische diversiteit verder. Maar hoewel deze padden misschien beter beschermd zijn tegen de schimmelinfectie die ze bijna heeft uitgeroeid, zijn ze misschien niet uitgerust om nieuwe ziekteverwekkers op de weg aan te pakken.”
“Hoewel we niet per se verrast waren door het gebrek aan immunogene diversiteit in de Wyoming-pad, roept het wel een belangrijke vraag op”, zegt Dornburg. “Hoe uitgerust zijn andere soorten instandhoudingszorg voor een gevecht met een opkomende ziekteverwekker?”
“Door de genetische diversiteit van het immuunsysteem te begrijpen, kunnen we fokken in gevangenschap informeren om de kans van een soort om weerstand te bieden aan ziekten in het wild te vergroten”, voegt Yoder toe. “Studies zoals deze zijn van onschatbare waarde voor toekomstige kweekpraktijken in gevangenschap.”
Het onderzoek verschijnt in Conservation Genetics en werd ondersteund door het North Carolina State University Research and Innovation Seed Funding (RISF) Program, het North Carolina State University Center for Comparative Medicine and Translational Research (CCMTR) en de National Science Foundation (NSF).
lees het gehele artikel bij de bron
————————————————– ———————————–
samenvatting:
Een nieuwe studie onderzoekt de diversiteit van het immuunsysteem bij de ernstig bedreigde Wyoming-pad en stelt vast dat genetische knelpunten van invloed kunnen zijn op het vermogen van een soort om te reageren op nieuwe pathogenen. De bevindingen kunnen informatie geven over fokstrategieën in gevangenschap voor bedreigde dierpopulaties.
Datum van publicatie: 29 april 2022
Bron: Klimaat | Top milieunieuws — ScienceDaily
————————————————– ———————————–