Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa pokazują, że pospolite gatunki grzybów występujące w miastach ewoluują, aby lepiej tolerować wysokie temperatury, co budzi obawy dotyczące możliwego pojawienia się nowych patogenów chorobotwórczych. Badanie opublikowane w ISME Communications dotyczyło populacji grzybów w Baltimore i wykazało, że grzyby występujące w cieplejszych obszarach wykazywały cechy związane z adaptacją do ciepła.
Ryzyko wystąpienia grzybów przystosowanych do ciepła
Grzyby, głównie pleśnie i drożdże, zazwyczaj mają trudności z przetrwaniem w temperaturach zbliżonych do temperatury ciała ludzkiego. Naukowcy są jednak coraz bardziej zaniepokojeni faktem, że zmiana klimatu może zmusić gatunki grzybów do przystosowania się do rosnących temperatur, potencjalnie tworząc nowe zagrożenia dla zdrowia ludzkiego. Przykładem tego ryzyka jest Candida auris, szczególnie niepokojąca wielolekooporna infekcja drożdżakowa, odpowiedzialna za tysiące infekcji rocznie. Badacze tacy jak Arthur Casadevall, starszy autor badania, zasugerowali, że niezwykła tolerancja cieplna C. auris mógł wyewoluować stosunkowo niedawno, być może w odpowiedzi na globalne ocieplenie.
Badanie w Baltimore: odkrywanie adaptacji w mieście
Miasta są szczególnie podatne na ekstremalne fale upałów, co skłoniło badaczy do zbadania, czy miejskie grzyby wykazują oznaki przystosowywania się do cieplejszych warunków. Aby to zrobić, zastosowali unikalną metodę: żelki przypominające toffi, aby zebrać mikroorganizmy bezpośrednio z chodników w czterech lokalizacjach w Baltimore, reprezentujących różne zakresy temperatur: ciepłą, powyżej średniej, średnią i chłodną.
Wyniki wykazały, że gatunki grzybów zebrane z najcieplejszych miejsc miały jaśniejszą pigmentację w porównaniu z grzybami z chłodniejszych miejsc. Uważa się, że jaśniejsza pigmentacja pomaga zapobiegać przegrzaniu i wskazuje na możliwą adaptację do cieplejszych warunków.
Dodatkowe eksperymenty laboratoryjne potwierdziły te obserwacje. Gatunki grzybów z cieplejszych miejsc wykazywały większą tolerancję na ciepło pod wpływem podwyższonych temperatur w porównaniu do swoich odpowiedników z chłodniejszych miejsc.
Kluczowe ustalenia i gatunki budzące obawy
Badanie wykazało istotną korelację między temperaturą miejsca a adaptacją grzybów. Pleśnie i drożdże z najcieplejszego miejsca pochłonęły w eksperymentach mniej ciepła i miały znacznie mniejszą pigmentację w porównaniu z tymi z najchłodniejszego miejsca. Kilka gatunków grzybów z cieplejszych miejsc również wykazało zwiększoną przeżywalność po ekspozycji na ciepło.
Godne uwagi wyniki obejmowały:
- Rhodotorula mucilaginosa: Powszechna infekcja drożdżakowa środowiskowa, ale rzadki patogen ludzki, była bardziej żywotna po ekspozycji na ciepło, gdy była izolowana z najcieplejszego miejsca.
- Cystobasidium minutum: Grzyb wyizolowany z chodnika w temperaturze 38,4°C (101°F) wykazał najwyższą odporność na stres cieplny, a nawet rósł w temperaturze 37°C (98,6°F), czyli temperaturze ludzkiego ciała.
Przyszłe badania i implikacje
Naukowcy spodziewają się podobnych wyników po badaniach prowadzonych w innych miastach. Podkreślają jednak, że potrzebne są dalsze badania, aby dokładniej zbadać tę kwestię, uznając ograniczenia, takie jak różnice w nasłonecznieniu, ruchu pieszym i dzikiej przyrodzie.
„Wyniki te sugerują, że wysokie temperatury w środowiskach miejskich mogą zachęcać gatunki grzybów do przystosowania się do ciepła, co może potencjalnie zwiększyć ich podatność na wywoływanie infekcji u ludzi” – powiedział Daniel Smith, pierwszy autor i absolwent.
Ostatecznie badanie podkreśla potencjał grzybów do szybkiej ewolucji w odpowiedzi na zmiany środowiskowe i podkreśla potrzebę dalszych badań nad tym, w jaki sposób ekosystemy miejskie kształtują ewolucję patogenów grzybowych. To wstępne dane, ale ważny pierwszy krok w kierunku zrozumienia i ograniczenia ryzyka infekcji grzybiczych adaptowanych do ciepła w ocieplającym się świecie.
