Что не так с бактериями во рту комодского варана?

Предполагаемый феномен, когда бактерии ротовой полости являются частью сложной хищнической стратегии комодских варанов, Varanus komodoensis, получил широкое освещение в СМИ и удивительное внимание ученых. Наш опыт работы в зоопарках также показывает, что широкая общественность убеждена в том, что это буквально реальный факт!

Тем не менее, мы полностью согласны с обзором Fry et al. (2009) что нет прямых доказательств того, что V. komodoensis действительно использует бактериальную фауну своего рта в своей экологии питания. Также подобное явление никогда не упоминалось в научных обзорах по экологии комодского варана или ящериц в целом (Bennett 1998; Ciofi 2004; King and Green 1993; Pianka and Vitt 2003)!

В этом исследовании мы не проверяем напрямую гипотезу, выдвинутую Ауффенбургом (1981). Вместо этого, мы представляем сравнение вариаций среди бактерий полости рта у нескольких видов содержащихся в неволе ящериц, включая комодских варанов, содержащихся в одном и том же учреждении.

Ауффенберг (1981) выделил из полости рта дикого комодского варана четыре потенциально патогенные бактерии полости рта (Staphylococcus sp., Providencia sp., Proteus mirabilis и Morganella [=Proteus] morganii). Монтогомери и др. (2002) также обнаружили данных бактерий, но смерть жертв приписали от Pasturella multocida, которую они выделили от пойманных в дикой природе ящериц, но данного вида не было у ящериц, содержащихся в неволе.

При исследовании бактериального сообщества ротовой полости большой группы комодских варанов (N = 26 в дикой природе; N = 13 в неволе) обнаружено 57 видов бактерий. При этом, среднее количество видов у особей, пойманных в дикой природе, на 46% выше, чем у особей, содержащихся в неволе.

Монтгомери и Гиллеспи со своими коллегами представили одинаковые данные по предварительным наблюдениям относительно потенциально эффективных антибиотиков и иммунных реакций комодских варанов на их собственную бактериальную флору. Yogiara и др. (2001) исследовали бактерий полости рта 12 видов варанов (не включая V. komodoensis) из неволи и сообщили только о наличии кишечной палочки, Escherichia coli. Напротив, Montgomery и др. (2002) обнаружили, что E. coli является одной из наиболее распространенных бактерий у выловленных в дикой природе комодских варанов, но отсутствует у особей, содержащихся в неволе. Они сообщили, что наиболее часто выделяемыми бактериями у содержащихся в неволе животных были Staphylococcus capitis и Staphylococcus caseolyticus, которых не было у дикарей.

В совокупности эти исследования показывают, что комодский варан является носителем широкого разнообразия видов бактерий ротовой полости, причем большее разнообразие наблюдается у диких животных и небольшое совпадение есть между дикими и содержащимися в неволе животными.

В рамках своего исследования Yogiara et al. (2001) сообщили о возможности перекрестного заражения (= передачи) бактерий полости рта между особями, содержащимися в одном и том же месте и питающимися одинаковым кормом. Таким образом, предполагается, что передача бактерий ротовой полости происходит среди отдельных ящериц как в дикой природе, так и в неволе.

В данном исследовании мы взяли образцы бактерий ротовой полости нескольких видов вараноидных и невараноидных ящериц, содержащихся в одном и том же помещении, чтобы оценить различия между отдельными особями и видами. Предыдущие исследования сравнивали только особей комодского варана (как в неволе, так и в дикой природе) или сравнивали только других варанов. В нашем исследовании сравнивались бактерии ротовой полости трех видов хищных варанов, одного растительноядного сцинка и одного растительноядного шипохвоста, которые содержатся в одном помещении и кормятся из одной и той же кухонной зоны для приготовления пищи. Наше исследование не было предназначено для сравнения бактерий полости рта диких и содержащихся в неволе животных, а также для прямого рассмотрения гипотезы о том, что бактерии полости рта являются хищнической стратегией комодского варана.

Методы.

Отобранные виды включали: комодского варана (Varanus komodoensis; N = 1 взрослый самец, 1 молодой самец, 1 молодая самка), серого варана (V. griseus; N = 1 взрослый самец, 1 взрослая самка) и южноазиатского варана (V. rudicollis; N = 1 взрослый самец, 1 взрослая самка). И дополнительно были взяты: цепкохвостый сцинк (Corucia zebrata; N = 1 взрослый самец) и египетский шипохвост (Uromastyx aegyptia; N = 1 взрослый самец, 1 взрослая самка). За исключением взрослой особи комодского варана, все животные содержатся в одном здании зоопарка Атланты с отдельными вольерами для каждого вида; особи одного и того же вида содержатся вместе или по отдельности в течение разного времени. Взрослую особь V.komodoensis содержат отдельно в соседнем здании.

За всеми этими ящерицами ухаживает один и тот же персонал, а вся еда хранится и готовится на одной кухне. Посуда и инвентарь для приготовления пищи моются и дезинфицируются в соответствии со стандартными мерами предосторожности между использованием, но не существует никаких протоколов биобезопасности, которые бы предотвращали передачу бактерий полости рта между животными в живой коллекции. В главном здании также представлена большая коллекция других видов рептилий и земноводных, а также различные культуры насекомых.

Я опущю в данном переводе методику приготовления препаратов. Кому интересна микробиологическая сторона процесса, то ссылочка на статью в самом низу.

Результаты.

Флора ротовой полости семи варанов состояла из 19 грамположительных и 21 грамотрицательной культивируемых бактериальных колоний. Ни на одной контрольной чашке не было обнаружено никаких культур, за исключением единственной колонии грамположительных кокков на контрольной чашке TSA от взрослого самца комодца. Однако эти кокки на контрольной чашке были объединены в цепочки и заметно отличались от любых других культур, встречающихся в других образцах от той же особи; предполагается, что эти кокки представляют собой загрязнение.

Среди образцов была очевидна индивидуальная изменчивость внутри вида. Например, взрослый самец комодского варана не содержал грамотрицательных бактерий, хотя было обнаружено четыре грамположительных вида. В образцах двух молодых особей одного и того же вида наблюдалось различное соотношение (P = 0,05) грамположительных и грамотрицательных бактерий: у самцов соотношение 2:1 в пользу грамположительных бактерий, а у молодых самок соотношение 1:2 в пользу грамотрицательных бактерий (рис. 1).

Аналогичным образом различались образцы самцов и самок египетского шипохвоста, U. aegyptia: только пять грамположительных видов были выделены от самцов и только три грамотрицательных вида от самок. Точно так же наблюдались большие различия между видами: наибольшее количество морфологически различных колоний было обнаружено у молодого самца комодского варана и одиночного цепкохвостого сцинка (по девять колоний каждый; рис. 2).

Результаты анализа последовательностей ДНК выявили меньше видов, чем предполагалось по нашей морфологической оценке колоний (таблица 1). Каждый вид ящериц обладал по крайней мере одним уникальным для них видом бактерий, и только один вид бактерий - Staphylococcus sciurii, встречался более чем у двух видов ящериц.

Образцы серого варана, V. griseus, были наименее разнообразными среди наших образцов, состоящими только из трех видов бактерий между двумя особями, тогда как образцы трех V. komodoensis были наиболее разнообразными. Травоядный вид Uromastyx aegyptia был особенным видом, уникальным среди всех других видов: три уникальных вида бактерий были идентифицированы с помощью последовательностей ДНК. Некоторые сгенерированные нами последовательности невозможно было отнести к видам с использованием базы данных нуклеотидов BLAST, поэтому наши результаты консервативны с точки зрения общего бактериального разнообразия среди ящериц, выбранных нами, но полностью сопоставимы в рамках нашего исследования.

Обсуждение

Из пяти исследованных нами видов ящериц лучше всего охарактеризовано бактериальное сообщество ротовой полости комодских варанов, учитывая исследовательский фокус предыдущих исследований. Монтгомери и др. (2002) исследовали 13 содержащихся в неволе комодских драконов и обнаружили примерное соотношение 2:1 грамположительных бактерий (20) к грамотрицательным бактериям (11), что примерно сопоставимо с тем, что мы обнаружили среди трех особей, у которых мы взяли образцы.

В нашем исследовании мы обнаружили небольшое количество видов бактерий у комодских варанов, что согласуется с меньшим количеством видов бактерий, которые Монтгомери и др. (2002) сообщили о сравнении особей в неволе и дикой природы. Однако, таксономическое разнообразие в наших образцах, содержащихся в неволе, меньше (8 против 16), чем в образцах, содержащихся в неволе, исследованных Монтгомери. Мы полагаем, что эта разница обусловлена меньшим размером выборки (N = 3 против N = 13), что характерно для обоих исследований. Другими словами, хотя они и не обсуждали это, изучение данных, представленных Монтгомери (таблица 1) свидетельствует о значительных межиндивидуальных различиях во флоре полости рта V. komodoensis в неволе (и дикой природы).

Например, в их исследовании ни один вид бактерий не является общим более чем для 5 из 13 отобранных особей (все из одного зоопарка), а многие виды были обнаружены только у отдельных особей. Еще одним важным для этого момента является наше наблюдение о том, что из восьми видов бактерий, обнаруженных нами в наших образцах V. komodoensis, только один (Acinetobacter calcoaceticus) также был обнаружен Монтгомери; его образец был обнаружен только у двух (из 26) диких драконов, а наш — от особи, находящейся в неволе. Кроме того, мы идентифицировали четыре новых вида микробов у V. komodoensis: Proteus vulgaris, Filibacter limicola, Kluyvera georgiana и Plannomicrobium chinense. Подобно результатам Монтгомери, среди наших содержащихся в неволе V. komodoensis мы не обнаружили патогенный вид Pasturella multocida.

Монтгомери и др. не сравнивали результаты комодского варана с другими видами ящериц. Йогиари и др. отобрали образцы у нескольких особей и видов, но ограничили свое исследование изолятами кишечной палочки, E. coli, и не представили свои данные таким образом, чтобы можно было оценить различия между отобранными ими особями или видами. Наши результаты в сочетании с результатами Montgomery показывают, что разнообразие бактерий ротовой полости ящериц довольно своеобразно. Хотя вероятность передачи вируса среди особей из коллекции зоопарка Атланты была достаточно велика, мы не обнаружили в наших образцах ни одного вида бактерий, который был бы повсеместно распространенным. Хотя бактериальные сообщества в основном различались среди видов-хозяев ящериц (т.е. имеются некоторые свидетельства филогенетических тенденций во взаимоотношениях хозяин-бактерия), мы отмечаем, что даже пары особей, живущих вместе (например, V. rudicollis или U. aegyptia), были не идентичны. Только один «универсальный» вид бактерий (Staphylococcus sciuri) был обнаружен у более чем нескольких особей и более чем у двух видов; отметим, что эта же бактерия была относительно редкой в исследовании Монтгомери и был обнаружен только у животных, пойманных в дикой природе.

Монтгомери и др описали 57 обнаруженных видов бактерий у V. komodoensis как «широкое разнообразие бактерий», но они не подчеркнули, что лишь немногие из этих видов бактерий были обнаружены более чем у двух или трех особей, и ни один из них не был повсеместным. Таким образом, их исследование и наши данные подчеркивают идею о том, что, хотя некоторые виды ящериц могут быть способны переносить широкое разнообразие бактерий полости рта, отдельные ящерицы, похоже, не делают этого в любой момент времени. Более того, очевидные возможности перекрестного заражения (например, содержание животных в одном и том же учреждении), по-видимому, не приводят к широкой передаче инфекции (которая приводит к последующему заселению в ротовую полость). Эти результаты позволяют предположить, что манипулятивные исследования по изучению взаимодействия, конкуренции и исключения видов бактерий в ротовой полости ящериц могут быть информативными. Временные сравнения одних и тех же особей могут показать, что бактериальные колонизации являются эфемерными, как это было зарегистрировано у змей Blaylock (2001).

Наконец, что касается бактерий ротовой полости комодских варанов, мы предполагаем, что из-за сенсационного изображения такой болезненной и необычной хищнической стратегии эта история стала вполне устоявшейся в популярных и полутехнических описаниях экологии вида, в том числе в вывесках и экскурсиях в зоопарках.

Мы рекомендуем тщательно квалифицировать такие сообщения до тех пор, пока не будут представлены более убедительные доказательства того, что это явление действительно существует в дикой природе. То, что Ауффенбург (1981) зарегистрировал инфекции после укуса комодских варанов как у людей, так и у буйволов, совершенно неудивительно. Бактерии полости рта хорошо известны у чешуйчатых, а инфекции, вызванные бактериями полости рта, обычно возникают после укусов самых разных позвоночных, включая акул, птиц, чешуйчатых и млекопитающих, включая человека, однако не существует предположений о том, что бактерии ротовой полости представляют собой особую хищническую стратегию у любого из этих видов.

Перевела Дарья Змеева

Оригинал статьи: https://vk.com/doc-646340_669686418?hash=rEsUOYLFBSeqQ6XZErdI8AQw9QE7gSsjUiIQMkDGxgz&dl=XlyCdA5phVoFpHFGXjykssgwYCGG9NS2zhhywRfFO2s