كشف علت مرگ‌و‌مير مرموز عقاب سرسفيد پس از ۲۵ سال

چندين سال بود كه نوعي بيماري مرموز تخريب‌كننده عصب موجب مرگ عقاب‌هاي سرسفيد و حيوانات ديگر در درياچه‌هاي سراسر آمريكا مي‌شد. به گزارش لايو ساينس، پژوهشگران پس از ۲۵ سال مطالعه، سرانجام علت آن را كشف كردند. اين بيماري كه با عنوان واكوئولار ميلوپاتي (VM) شناخته مي‌شود، اولين‌بار در سال ۱۹۹۴ كشف شد. در آن زمان، تعداد زيادي لاشه عقاب سرسفيد نزديك درياچه‌اي در آركانزاس پيدا شد.

بيماري واكوئولار ميلوپاتي به مغز حيوانات آلوده حمله مي‌كند و موجب بروز اختلالاتي درزمينه‌ي عملكردهاي حركتي و در نهايت به مرگي وحشتناك منجر مي‌شود. سوزان وايلد، نويسنده‌ي مقاله از دانشگاه جورجيا كه از سال ۲۰۰۱ در حال مطالعه واكوئولار ميلوپاتي بوده است، مي‌گويد:

وقتي اين پرندگان واقعا بيمار هستند، به انديشه متخصصين مي‌رسد كه مست باشند، تلوتلو مي‌خورند و سقوط مي‌كنند؛ اما وضعيت بدتر هم مي‌شود. آن‌ها فلج مي‌شوند، كور مي‌شوند و ممكن است قبل از اينكه سرانجام تسليم بيماري شوند، دچار رعشه و تشنج بشوند.

در ابتدا دانشمندان هيچ ايده‌اي دراين‌باره نداشتند كه چگونه عقاب‌ها به واكوئولار ميلوپاتي مبتلا مي‌شدند. آن‌ها سرانجام گياهي مهاجم و بعداً گونه‌ي خاصي از سيانوباكتري را پيدا كردند كه به انديشه متخصصين مي‌رسيد علت اين بيماري باشد، اما مكانيسم دقيق پشت‌صحنه‌ي بيماري همچنان مشخص نشد.

اكنون مطالعه‌اي جديد مقصر را شناسايي كرده است: نوروتوكسيني به نام آيتوكتونوتوكسين كه تحت شرايط خاصي به‌وسيله‌ي سيانوباكتري‌هايي كه روي گياهان مهاجم زندگي مي‌كنند، توليد مي‌شود. استفان برينلينگر، دانشجوي دكتراي دانشگاه مارتين لوتر هاله ويتنبرگ آلمان گفت:

سمي كه توسط نوعي سيانوباكتري توليد مي‌شود كه روي گياهي بسيار مهاجم ساكن مي‌شود و داراي قدرت تأثير روي جانوران مختلف است، نبايد ازانديشه متخصصين تأثير احتمالي كه روي محيط زيست ما دارد، دست ‌كم گرفته شود.

پژوهشگران بلافاصله پس از مرگ جانور با كالبدشكافي به تشخيص VM مي‌پردازند. ضايعات و آسيب واردآمده به مغز تنها شواهد فيزيكي بيماري و فقط طي بازه زماني كوتاهي پس از مرگ به‌خوبي قابل تشخيص است. اين مسئله رديابي بيماري و تخمين ميزان مرگ‌و‌مير را دشوارتر مي‌كند.

از همان اوايل، دانشمندان متوجه شدند واكوئولار ميلوپاتي فقط در درياچه‌هايي وجود دارد كه در آن‌گونه‌اي گياه مهاجم به نام هيدريلا ورتيسيلاتا نيز ديده مي‌شود. هيدريلا كه بومي آفريقاي مركزي است، براي اولين‌بار در سال ۱۹۶۰ در فلوريدا در كشور آمريكا ديده شد و از آن زمان به يكي از موفق‌ترين گونه‌هاي گياهي مهاجم در تاريخ تبديل شده است. اگر فقط چند تكه يا مقداري از غده‌هاي اين گياه (ساختارهايي كه توسط گياه براي ذخيره كردن مواد غذايي ساخته مي‌شود و در توليدمثل غيرجنسي نيز مي‌تواند استفاده شود) وارد يك درياچه شود، مي‌تواند درياچه را اشغال كند و حذف آن تقريبا غيرممكن مي‌شود.

دانشمندان به‌زودي متوجه شدند همه‌ي درياچه‌هايي كه هيدريلا در آن‌ها رشد مي‌كرد، با VM ارتباط ندارند؛ بنابراين عامل بيماري بايد چيز ديگري مي‌بود. در سال ۲۰۱۵، مطالعه‌ي جديدي از وايلد و همكارانش گونه‌اي از سيانوباكتري (Aetokthonos hydrillicola) را روي هيدريلا در درياچه‌هايي پيدا كرد كه در آن جانوران دچار VM بودند؛ اما علت دقيق بيماري هنوز مشخص نبود، زيرا پژوهشگران نمي‌توانستند توضيح بدهند كه چگونه باكتري موجب VM مي‌شود.

كلني‌هاي سيانوباكتري A. hydrillicola روي برگ گياه آبزي مهاجم هيدريلا ورتيسيلاتا رشد كرده‌اند

در مطالعه‌ي جديد، وايلد نمونه‌هايي از سيانوباكتري را براي برينلينگر و پژوهشگران ديگر در آلمان ارسال كرد. آن‌ها باكتري را كشت دادند و مطالعه كردند چه توكسين‌هايي توليد مي‌كند. گروه آلماني در كمال تعجب دريافتند كه سيانوباكتري‌هايي كه در محيط‌هاي كشت معمول رشد مي‌كردند، هيچ توكسيني توليد نمي‌كردند. بر اين اساس، به انديشه متخصصين مي‌رسيد اين تئوري كه آن‌ها علت VM هستند، رد شود.

اگرچه هنگامي كه باكتري‌ها در محيط‌هاي كشتي رشد كردند كه حاوي بروميد بود، توكسيني توليد مي‌كردند كه پژوهشگران اكنون فكر مي‌كنند موجب VM مي‌شود. اين توكسين آيتوكتونوتوكسين ناميده مي‌شود كه به معناي سمي است كه عقاب‌ها را مي‌كشد. اينكه چرا سيانوباكتري‌ها اين توكسين را توليد مي‌كنند و چرا فقط در حضور بروميد اين كار را انجام مي‌دهند، هنوز مشخص نيست.

به گفته‌ي برينلينگر، بروميد به‌طور طبيعي در مقادير كمي در درياچه‌ها وجود دارد اما به‌وسيله‌ي انسان نيز به شكل علف‌كش‌ها (كه از قضا براي كنترل گسترش هيدريلا استفاده مي‌شود) و نيز به‌عنوان رواناب شيميايي حاصل از مهاركننده‌هاي شعله و هم آلودگي ناشي از نيروگاه‌هايي كه زغال‌سنگ مي‌سوزانند، وارد آب‌ها مي‌شود. برينلينگر مي‌گويد: «به خاطر اين كشف متوجه شديم VM به علت تأثيرات انساني نيز در حال گسترش است.»

به عقيده‌ي وايلد، بسيار بعيد است كه VM هرگز از درياچه‌هاي آمريكا ريشه‌كن شود؛ اما اكنون كه دانشمندان توكسين عامل آن را بهتر درك كرده‌اند، مي‌توانند راه‌هايي براي كنترل شيوع و مديريت بيماري پيدا كنند. برينلينگر مي‌گويد اگر بروميد را در منابع آب كنترل كنيم، هيدريلا تجمع پيدا نمي‌كند و در نهايت سيانوباكتري مربوطه بدون سلاح مي‌ماند. بدون بروميد، اين باكتري نمي‌تواند توكسين مورد انديشه متخصصين را توليد كند. اگرچه شناسايي مناطقي كه در آن‌ها VM شيوع دارد، اهميت زيادي دارد و وايلد معتقد است كه شهروندان مي‌توانند نقش مهمي داشته باشند و موارد مشكوك را گزارش كنند.

پژوهشگران قصد دارند پژوهش‌هاي بيشتري دراين‌باره انجام بدهند كه توكسين جديد چه تأثيري روي پستانداران كوچك مانند موش دارد تا خطر آن براي انسان‌ها را ارزيابي كنند. وايلد مي‌گويد انسان‌ها از طريق شكار حيواناتي مانند غازسانان مقداري از اين توكسين را مصرف مي‌كنند و بايد مشخص شود كه مصرف اين توكسين چه پيامدهايي براي سلامتي انسان دارد.

اين مطالعه‌ در مجله‌ي Science منتشر شده است.