В конце ХХ века от жителей Канады и США стали поступать жалобы на необычных лягушек, обитающих в местных водоемах. Главной причиной для беспокойства людей стали лишние конечности у лягушки, которые натолкнули на мысль о возможном загрязнении воды, вызвавшей подобную мутацию лягушек. После исследований стало ясно, что виной подобным изменениям был плоский червь из рода Ribeiroia.
Трематоды Ribeiroia относятся к плоским червям, имеющим несколько хозяев. Промежуточными хозяевами выступают пресноводные улитки, рыбы, амфибии или их личинки, а окончательными хозяевами являются млекопитающие животные и птицы, чаще хищные. Паразит Ribeiroia имеет три вида и один подвид и обитает на нескольких континентах – в Африке, Северной Америке, а также в Карибском бассейне и на острове Гваделупа.
Паразиты широко распространены на всей территории Соединенных Штатов Америки, однако большее количество зафиксировано в Калифорнии, Вашингтоне, Пенсильвании, Орегоне и Миннесоте. В Канаде и Центральной части Америки паразит менее распространен. Чаще всего Ribeiroia обитает в организме промежуточных хозяев, живущих в водоемах со стоячей водой – в озерах, прудах, болотах, так как именно там имеется много улиток, способствующих распространению червя.
К подвидам из рода Ribeiroia относят следующих трематод:
Все виды трематод этого рода имеют отличительные особенности строения в виде двух выпячиваний, образованных пищеводными дивертикулами и расположенных поперечно самому пищеводу.
Жизненный цикл трематоды рода Ribeiroia достаточно сложный и проходит в организмах нескольких хозяев. Зрелые черви обитают в организме млекопитающих животных и птиц-хищников. Размножение осуществляется только с другими червями половым путем. Паразиты откладывают яйца в ЖКТ окончательного хозяина, которые впоследствии покидают его организм вместе с испражнениями. Средний срок созревания яиц составляет 3 недели, но он может меняться в зависимости от температуры воды.
Яйца, попавшие в окружающую среду, далее заглатываются улитками из семейства Planorbidae, где развиваются в их тканях. Спустя шесть недель выросшие черви снова попадают в окружающую среду, после чего внедряются в организм окончательного хозяина. Заражение чаще всего происходит в результате употребления в пищу рыбы или воды, в которых находились яйца Ribeiroia. Завершение жизненного цикла связано с окончательным прикреплением червя в кишечнике хозяина, после чего в дальнейшем происходит рост паразита до размеров взрослой особи.
Лабораторные исследования трематод из рода Ribeiroia показали, что черви способствуют росту дополнительных конечностей у головастиков, которые впоследствии превращаются во взрослую лягушку. Механизм подобных изменений связан с выделением паразитом ретиноевой кислоты, синтез которой начинается еще до внедрения в организм промежуточных хозяев. Попав в организм головастика, незрелые особи выбрасывают полный объем этой кислоты, провоцирующей образование новых клеток.
Смысл такой мутации кроется в следующем: лягушки, имеющие дополнительные конечности, прыгают хуже других здоровых земноводных. Помимо этого, значительно падает выносливость и скорость плавания, что делает лягушку простой добычей для хищных птиц, в результате чего многократно усиливаются темпы заражения.
Усиление темпов инфицирования связано с негативными изменениями окружающей среды, нередко вызванных человеком. Например, пестициды, высокая концентрация азота и фосфора в воде создают благоприятные условия для развития паразитов. Исследования показали взаимосвязь паразитарной инфекции с увеличением количества пестицидов в водоемах – в местах, куда попадали сельскохозяйственные стоки, значительно учащались случаи заражения. По-видимому, это связано с ослаблением иммунитета хозяина химическими веществами, в результате чего значительно осложнялась борьба организма хозяина с попавшими в него паразитами.
Учеными замечено, что вероятность заражения взаимосвязана с количеством обитающих в водоеме видов земноводных.
Шанс инфицирования гораздо ниже в том случае, если имеется несколько видов по сравнению с водоемами, в которых живет один вид лягушек. Массовое заражение плоскими червями значительно сокращает популяцию отдельных видов земноводных, несмотря на то, что прямой взаимосвязи между количеством паразитов и снижением числа видов, до сих пор не выявлено.