科学家们为山麓黄腿蛙的困境和复原力拼凑了一幅更丰富的图景

山麓黄腿蛙只有几英寸长，肚子呈柠檬色，看起来不起眼。但它的范围曾经从俄勒冈州中部延伸到下加利福尼亚州。2023 年，它被列入联邦濒危物种法。其范围迅速缩小的部分原因是一种名为 Batrachochytrium dendrobatidis（Bd）的真菌病原体，这种病原体已经摧毁了世界各地的两栖动物。

包括加州大学圣塔芭芭拉分校的安德里亚·亚当斯（Andrea Adams）在内的一组研究人员对山麓黄腿蛙的疾病动力学进行了迄今为止最全面的研究。该团队的数据来自野生青蛙和博物馆藏品中的标本，使他们能够追踪大地理范围内的感染模式。在发表在 《皇家学会开放科学》上的一项研究中，研究人员透露，干旱、气温上升和越来越多的农业用地转化似乎是导致该物种感染 Bd 的最大因素。

研究人员的目标是在空间和时间上收集尽可能多的数据。他们在加利福尼亚州和俄勒冈州的小溪和河流中进行了调查，在那里他们擦拭了野生黄腿蛙是否存在Bd。这也使他们进入了荧光灯博物馆的藏品，以取样，最早可以追溯到 1890 年代。

该团队利用庞大的人员和机构网络来收集这些丰富的样本。“许多山麓黄腿蛙野外研究人员都有他们没有积极分析的数据，”UCSB地球研究所的合著者亚当斯说。“因此，我们能够将所有这些数据汇集在一起，并将其转换为可用的格式，我们可以用它来描绘这个物种中Bd正在发生的更大情况。

研究人员擦拭了每只青蛙的皮肤，以确定动物是否被感染。为了测试Bd，他们使用了PCR测试，类似于一些COVID测试。通过从数千个样本中搜索Bd DNA，研究人员能够确定感染率和严重程度。共同主要作者Ryan Peek通过统计模型运行了这些信息，该模型考虑了气候，地理，生物和土地利用变量。这使该团队能够在大约120年的时间里跟踪大地理范围内的疾病模式。

研究小组发现，Bd的疾病模式与青蛙的历史下降一致。病原体在1940年代开始从加利福尼亚南部海岸向北传播，最终影响了几乎整个地区。导致感染的最大因素似乎是干旱、气温升高和越来越多的土地用于农业。

研究人员发现，Bd是一种真菌，通过水中的孢子传播，但这种传播在不同地区和气候的山麓黄腿蛙中可能以不同的方式发生。在一些地方，干旱增加了感染，而在另一些地方，则没有，这可能是因为存在或不存在其他可以携带Bd并共享相同水的物种，例如从北美东部引进的美洲牛蛙。

“如果你把牛蛙积累了这些青蛙所接触的孢子数量这一事实结合起来，然后它们都被困在这些小池子里，这就解释了为什么干旱很重要。他们突然被大量的孢子击中，生病和死亡，“主要作者Anat Belasen说，他是德克萨斯大学奥斯汀分校的博士后研究员，也是史密森尼保护生物学研究所的研究附属机构。更重要的是，山麓黄腿蛙只生活在溪流和河流中，而不是池塘和湖泊中。因此，当这些水道收缩成孤立的水池时，该物种已经受到压力。

Bd在山麓黄腿蛙中的进展也与其他西方两栖动物的进程不同。在许多其他物种中，这种疾病是从城市中心辐射的，而不是这种明显的南向北趋势。更重要的是，这种疾病在山麓黄腿蛙中出现的时间比其范围内的其他物种要晚。“这些发现引发了更多关于是什么阻止了传播以及是什么让它以后发生的问题，”贝拉森说。

青蛙从蝌蚪的食草动物转变为成年的食肉动物，这意味着它们在食物网中将不同的营养循环连接在一起。它们在食物链中心的位置也影响着生态系统。

“当你把青蛙从生态系统中移除时，你得到的是对昆虫的控制减少，青蛙会吃的东西，”贝拉森说。“吃青蛙的东西，如蛇、鸟和小型哺乳动物，食物也较少。它真的把事情搞砸了，使生态系统变得不那么稳定，功能也越来越差。

农业用地的转换是影响Bd传播的另一个主要因素。 “有些地区的土壤潮湿，适合这些青蛙的栖息地，”贝拉森说。“在更多土地被转为农业的地区，我们看到青蛙感染真菌的风险更高。

除了疾病热点外，研究小组还确定了一些冷点 – 病原体存在但影响较小的区域。不同地区存在如此多的冷点是一个好兆头，因为这可能意味着许多地区都有适合保持低病率的条件，即使气候变化增加了温度和干旱模式。

作者很好奇，如何解释这种聚类，特别是当冷点出现在意想不到的位置时：例如，与热点具有相似栖息地，土地利用和气候影响的地方。这表明这些差异可能存在一些遗传基础，无论是在病原体方面还是在宿主方面。亚当斯目前正在研究将山麓黄腿蛙重新引入南加州的可行性。

这篇论文的结果揭示了Bd发生的位置、驱动其传播的因素以及病原体和青蛙在未来如何相互作用的动态。“我们拍摄了这个物种随时间变化的疾病关系的大快照，”亚当斯说。早期的研究为研究人员提供了对较小地理区域疾病模式的一瞥，“但现在我们有一个更大的数据集，进一步证实了其中的许多模式，并对其进行了扩展。

这项研究的部分支持由雪松树基金会，国家科学基金会，施密特家庭基金会和美国地质调查局提供。