Oriëntaalse vuurbuikpad uit Zuid-KoreaFRANK PASMANSIn de afgelopen decennia zijn grote populaties kikkers, padden en salamanders in verschillende delen van de wereld bezweken aan de dodelijke ziekte chytridiomycose, veroorzaakt door de schimmel Batrachochytrium dendrobatidis. De plotselinge en dramatische sterfgevallen hebben geleid tot een grootschalige onderzoeksinspanning om de bron van de dodelijke schimmel aan te wijzen, en nu zijn de resultaten van dat onderzoek binnen.

Na het analyseren van de genomen van honderden B. dendrobatidis monsters verzameld van wilde en in gevangenschap levende amfibieën in Australië, Noord- en Zuid-Amerika, Afrika, Azië en Europa, meldt een internationaal team van wetenschappers vandaag (10 mei) in Science dat de ziekteverwekker waarschijnlijk in het begin van de 20e eeuw uit Oost-Azië is ontstaan.

“Het is het soort studie dat we al geruime tijd nodig hadden in de amfibie-chytridenwereld,” zegt ecoloog Jason Rohr van de Universiteit van Zuid-Florida, die niet bij de studie betrokken was. “Er is veel discussie geweest over de oorsprong van de ziekteverwekker en een wereldwijde analyse van deze omvang en schaal was nodig om dat op te lossen.”

“Ze hebben jaren werk verricht om chytriden van over de hele wereld te verzamelen en te kweken, en om ze allemaal te sequencen,” voegt bioloog Karen Lips van de Universiteit van Maryland toe, die ook niet aan het onderzoek heeft deelgenomen. “Dit is een zeer indrukwekkend artikel.”

Dat is een van de meest ironische dingen. In het wild gaat het als een lopend vuurtje, maar in het lab is het heel delicaat.-Karen Lips,
University of Maryland

Sinds 1998 wordt chytridiomycose – een infectie van de huid die kan leiden tot osmotisch onevenwicht, orgaanfalen en de dood – gezien als de oorzaak van massale sterfte en zelfs het uitsterven van amfibiesoorten. Maar er is een debat geweest, zegt Rohr, over de vraag of de chytride schimmel problematisch is geworden door veranderingen in het milieu (zoals klimaatverandering of vervuiling), omdat nieuwe stammen van de schimmel zijn geïntroduceerd bij populaties die geen evolutionaire ervaring hebben met de ziekteverwekker, of door een combinatie van deze twee factoren.

Hoewel dit artikel die specifieke kwestie niet volledig oplost, zegt Rohr, “suggereert het wel dat, tenminste in bepaalde delen van de wereld, sommige isolaten volledig nieuw zijn – ze zijn vrij recent geïntroduceerd.”

Het opsporen van de oorsprong van de schimmel had een eenvoudig geval moeten zijn van het verzamelen van monsters van over de hele wereld en het vergelijken van hun genomen – op dezelfde manier als genetische studies van HIV-1 onthulden dat het virus waarschijnlijk afkomstig is uit Centraal Afrika. Maar epidemiologen Simon O’Hanlon en Matthew Fisher van het Imperial College London, die het B. dendrobatidis onderzoek leidden, zeggen dat het niet zo’n eenvoudige taak was als het misschien lijkt.

De schimmel is “fantastisch moeilijk te kweken,” zegt Fisher. “We gingen bijvoorbeeld naar het regenwoud van Frans Guyana en kropen een paar weken door het kreupelhout om pijlgifkikkers te vangen en biopsieën te nemen. Tijdens die reis hebben we 450 dieren bemonsterd en kregen we drie isolaten van de schimmel.”

“Dat is een van de meest ironische dingen,” beaamt Lips, “in het wild gaat het als een lopend vuurtje, maar in het lab is het heel delicaat.”

Omwille van de diverse technische uitdagingen van het kweken van B. dendrobatidis, heeft het meer dan een decennium geduurd om het panel van 234 isolaten te genereren die in dit onderzoek zijn gebruikt, waarvan 177 nieuw werden verzameld voor dit artikel, zegt Fisher.

Het team heeft de genomen van de 177 nieuwe isolaten gesequeneerd en, met de 57 eerder gedecodeerde isolaten, DNA-vergelijkingen uitgevoerd. Deze analyses identificeerden bekende lijnen van B. dendrobatidis – waaronder BdGPL, de overheersende stam die over de hele wereld wordt aangetroffen en verantwoordelijk is voor de panzootische ziekte – evenals twee lijnen die aanwezig zijn in nieuwe Aziatische isolaten – BdASIA-1 en BdASIA-2. Belangrijk is dat de resultaten er sterk op wezen dat BdASIA-1, geïdentificeerd in stalen uit Korea, de voorouderlijke populatie is die aanleiding gaf tot BdGPL.

Op basis van beoordelingen van de mutatiesnelheid van het nucleaire en mitochondriale DNA van de ziekteverwekker, schatte het team verder dat het tussen 120 en 50 jaar geleden uit Azië is ontstaan. Dit tijdsbestek, zeggen de auteurs, valt samen met een uitbreiding van de wereldwijde amfibieënhandel.

Weten waar B. dendrobatidis vandaan komt is belangrijk, zegt Lips. “Als we weten dat het waarschijnlijk uit Azië komt in zendingen van levende dieren … dan is dat waar we onze inspanningen voor het behoud en ons beleid op moeten richten,” legt ze uit. “

De resultaten suggereren “dat we waarschijnlijk actie moeten ondernemen om de verplaatsing van de ziekteverwekker over de planeet te vertragen of te stoppen,” zegt chytridiomycose-onderzoeker Jamie Voyles van de Universiteit van Nevada, die niet bij de studie betrokken was. Zulke maatregelen zouden kunnen bestaan uit “het beperken van de verplaatsing van de dieren, of op zijn minst een screening proces,” suggereert ze.

Maar als de ziekte al over de hele wereld is, zou zulk beleid dan niet gelijk staan aan het sluiten van de staldeur als het kalf verdronken is? Niet helemaal, zegt Lips. Naast de bekende stammen identificeerden de onderzoekers drie hybride stammen van de schimmel, wat erop wijst dat verschillende variëteiten gemakkelijk genen kunnen uitwisselen. Ze vonden ook vertegenwoordigers van alle stammen in monsters van amfibieënsoorten waarvan bekend is dat ze worden verhandeld. “Wat dit artikel aantoont is dat het niet één ding is. Het is een hele portefeuille van ziekteverwekkers,” zegt Lips. “Dus ja, misschien is er één paard ontsnapt, maar er zijn andere paarden in de stal die we daar willen houden.”

S.J. O’Hanlon et al., “Recente Aziatische oorsprong van chytrid-schimmels die wereldwijde amfibie-afname veroorzaken,” Science, 360:621-27, 2018.